Выбор ограждающих конструкций.
Описание объекта
В данном проекте запроектирована система вентиляции для кузнечно-термического, расположенного в городе Волгоград. Длина цеха I=24, ширина b=18м и высота без фонаря Н=11 м, а с фонарём Н=14,5 м.
Климатические данные.
Выбираются согласно географическому положению объекта по СНиПу 2.04.05-91*.
Город Волгоград
1. Продолжительность отопительного периода Zот.= 117 сут.
2. Средняя температура отопительного периода tот= -5,4 0С.
3. Средняя температура наиболее холодной пятидневки tн5= -250С.
4.Повторяемость направлений ветра
5.Географическая широта – 480 с.ш.
Параметры наружного воздуха. Таблица1
| Расчетный период года | Параметры”А” | Параметры”Б” |
| Теплый | tн= 27,6 0С. I=55,3кДж/кг J= 3,6м/с | |
| Холодный | tн= -25 0С. I=-21,9 кДж/кг J= 4,3м/с |
1.3 Расчётные параметры внутреннего воздуха.
Категория выполняемых работ принята по заданию IIIб, оС, следовательно, для теплого периода:
1) температура рабочей зоны:
tр.з.=tна+4=31,6oС >29.
Следовательно, принимаем tр.з =29 оС.
2) Относительная влажность воздуха не должна превышать влажность, вычисленную по формуле:
=75-5*(29-24)=50 %.
3) Скорость движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений определяется в зависимости от температуры рабочей зоны.
=0.6+0.1*(29-28)=0.7м/с,
- основная норма скорости движения воздуха, принимаемая в зависимости от категории выполняемых работ. Для IIIб м/с.
4) Температура притока в теплый период принимается равной температуре наружнего воздуха tп=27,6°С.
5) Определяем температуру верхней зоны
Холодный период года
В холодный период года такие параметры, как t, , V в рабочей зоне принимаются также как и для переходных условий по [1, прил.2], при этом при проектировании вентиляции выбираются допустимые значения в зависимости от категории тяжести работ.
| Категория работы | tр.з., 0 С | V, м/с | ,%. |
| Средняя II | 0,5 | <75 |
Таблица 2. Выбор параметров внутреннего воздуха.
| Расчетный период года | tр.з., 0 С | V, м/с | ,%. |
| Теплый | 0,7 | ||
| Переходный | 0,5 | <75 | |
| Холодный | 0,5 | <75 |
Выбор ограждающих конструкций.
Наружные стены.
1. Требуемое сопротивление теплопередачи по условиям энергосбережения, определяется по формуле:
ГСОП=(tв-tот)*Zот=(16+5.4)*117=2503.8 0С*сут.,
2. Требуемое сопротивление из санитарно-гигиенических условий:
n=1- коэффициент, зависящий от положения ограждения, по [3, прил.3].
=7 0С – нормативный температурный перепад, по [3, прил.2].
=8,7 – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, по [3, прил.4].
За расчетное сопротивление теплопередачи принимаем
3. Коэффициент теплопередачи:
Полы.
По заданию приняты полы, не утепленные на грунте. Расчет такого пола ведется по зонам. Сопротивление теплопередачи каждой зоны принимается по [1, прил. 9]:
;
;
Коэффициент теплопередачи каждой зоны:
Ворота.
По [6, табл.1.16] выбираем ворота.
Общее сопротивление теплопередачи ворот равен:
Коэффициент теплопередачи равен:
Окна.
Требуемое сопротивление теплопередачи окон: .
В проекте принято двойное остекление в металлических раздельных переплетах .
Коэффициент теплопередачи
Окна фонаря.
Требуемое сопротивление теплопередачи окон: .
Коэффициент теплопередачи
Стены фонаря.
Требуемое сопротивление теплопередачи стен фонаря: .
Коэффициент теплопередачи:
Покрытие.
Требуемое сопротивление теплопередачи через покрытие: .
Коэффициент теплопередачи: .
3.Тепловой баланс помещения
Расчёт потерь теплоты.
3.1.1 Расчёт потерь теплоты через ограждающие конструкции.
Расчет ведется по формуле:
А – площадь ограждения, м2.
К – коэффициент теплопередачи, Вт/м2*0С.
n- коэффициент, зависящий от расположения наружного ограждения.
tв- температура внутреннего воздуха, 0С.
tн- температура наружного воздуха, 0С.
- коэффициент, определяющий добавочные теплопотери.
Расчет потерь теплоты для переходного периода , Вт, и дежурного отопления , Вт, производят по формулам :
.
Вт
Вт
3.1.2. Расчёт потерь теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха.
Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха принять в размере 30% от основных теплопотерь.
.
3.1.3 Расчёт расхода теплоты на нагрев ввозимого материала.
Qм=Gм*С*(tв-tм)*В*0,28 , Вт.
С- удельная массовая теплоёмкость материала, Дж/(кг*0С)
tм- температура поступившего материала, 0С
В – поправочный коэффициент, выражающий среднее уменьшение полной разности температур (tв-tм) во всём объёме материала за интервалом времени с начала нагревания в помещении [4,табл 8.3].В=0,3
В цех ввозится 1 тонна металла в смену, С=0,42 Дж/(кг*0С),.
Расход теплоты в холодный период года tм=-230С:
Qм=3000*0,5*0,42(16+25)*0,28=7232,4 Вт.
Расход теплоты в переходный период года tм=100С:
Qм=7232,4*(16-10)/(16+25)=1058,4 Вт
3.1.4 Расход теплоты на нагрев въезжающего транспорта.
Материал ввозится в цех на автомобиле ЗИЛ-130
Qтр=0,28*n*B* Qт,
где Qт – расход тепла на обогрев автомобиля
В холодный период года:
Qтр=0,28*59,030*0,5*1=8264,2Вт.
В переходный период года:
Qтр=8264,2*(16-10)/(16+25)=1209,4Вт.
Расчёт теплопоступлений.
3.2.1 Теплопоступления от людей.
Количество людей работающих в одну смену – 18 мужчин
В холодный период ( ):
В теплый период ( ):
3.2.2 Поступление теплоты от солнечной радиации.
а.) Через заполнение световых проемов.
Количество теплоты , , поступившее в помещение в каждый час расчетных сутокчерез заполнение световых проемов, определяется по формуле:
,
где - количество теплоты, Вт, поступившее от солнечной радиации;
- теплопоступления, Вт, обусловленные теплопередачей. При определении для расчета систем вентиляции величину допускается не учитывать.
Расчетным является максимальное значение , выбираемое из часовых поступлений за период, когда в помещении работают люди.
Теплопоступления от солнечной радиации для вертикального заполнения световых проемов определяется по формуле:
, ,
где - количество теплоты, Вт/м2, соответственно прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающее в каждый час расчетных суток через одинарное остекление световых проемов.
- коэффициенты инсоляции и облучения, учитывают площадь светового проема, незатененную вертикальными и горизонтальными солнцезащитными плоскостями.
- коэффициент относительного проникания солнечной радиации через проем, отличающийся от одинарного.
- коэффициент, учитывающий затенение светового проема переплетами.
- площадь светового проема, м2.
Расчет теплопоступлений от солнечной радиации сводится в таблицу 4.
Выбираем наибольшие поступления солнечной радиации:
б.) Через покрытие.
Количество теплоты , Вт, поступающей через покрытие, определяется по формуле:
, Вт,
- среднее за сутки количество поступающей теплоты, Вт/м2;
- изменяющаяся в течении суток часть теплопоступлений, Вт/м2, (не учитываем);
- площадь покрытия, м2.
Вт/м2;
- коэффициент теплопередачи покрытия, ;
- среднесуточное количество теплоты, поступающей на поверхность покрытия,
- температура воздуха под покрытием в теплый период, ;
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, , зависящий от скорости ветра , м/с; для горизонтальных поверхностей
, ;
- коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью покрытия, для рубероида .
.
Fпокр=487,33м2
Qсолн. рад.=38171+1897=40068 Вт
3.2.3 Поступление теплоты от искусственного освещения.
Расчет теплопоступлений от освещения , , ведется для холодного и переходного периодов года по формуле:
Qосв=10000 ,
3.2.4 Поступление теплоты от теплового оборудования.
Тепловыделения от оборудования , потребляющего электроэнергию , определяют по формуле:
, Вт,
- установочная мощность оборудования, кВт;
- удельные тепловые поступления в помещение, Вт/кВт;
- коэффициент одновременности работы оборудования.
Ко - коэффициент одновременности,
Кз- коэффициент загрузки
Для термической камерной электропечи:
Qэл=35*1*0,9*615=19372,5 Вт
Для термической камерной электропечи:
Qэл=36*0,3*0,9*615=5977,8 Вт
Плита сушки изделий:
Qэл=10*1*615=6150 Вт
Тепловыделения от оборудования, в котором сжигается топливо, определяется по формуле:
, Вт,
- расход топлива, м3/ч или кг/ч.
- теплопроводная способность топлива, для природного газа принимаем 35620 кДж/м3;
К2- коэффициент, учитывающий долю тепла, поступающего в помещение;
- коэффициент неполноты сгорания топлива, .
Ко - коэффициент одновременности,
Кз- коэффициент загрузки
Км – коэффициент захвата местными отсосами.
Q=0,278*12**35620*0,53*0,96=60459,8 Вт
1.2.5 Поступление тепла от электродвигателей
Поступление тепла от установленных в одном помещении электродвигателей и проводимого ими в действие оборудования определяем по формуле:
Вт,
где Nу – установочная мощность электродвигателя, кВт,
h - КПД электродвигателя при полной загрузке;
Кт – коэффициент перехода тепла в помещение, учитывающий, что часть расходуемой мощности может удаляться из помещения с нагретыми
Ко - коэффициент одновременности,
Кз- коэффициент загрузки
Станок образивный заточный 2 камня:
Qэл=2*1,5*0,6*0,7*(1/0,45-1+0,2)*103=1792 Вт
Молот кованый пневматический:
Qэл.д=25*0,7*0,8*(1/0,88-1+0,8)=13109 Вт
1.2.6 Поступления тепла от нагретых поверхностей
Тепловыделения от нагретых поверхностей определяем по формуле:
Q=a(tпов-tв)F, Вт
F –площадь нагретой поверхности, м2
tв – температура воздуха в помещении оС
tпов – температура поверхности оС
a - коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху, Вт/(м2 оС), определяем по формуле:
,
- скорость воздуха в помещении
В холодный и переходный периоды:
,
От нагретых поверхностей ванны:
Вт.
От нагретых поверхностей труб:
Вт.
В теплый период:
,
От нагретых поверхностей ванны оксидирования в щелочи:
Вт.
От нагретых поверхностей труб:
Вт.
Баланс тепла.
Тепловой баланс составляют на основе теплопоступлений и потерь теплоты во все периоды года. В разделе теплопоступлений в холодный и переходный периоды года учитывают тепло от освещения, а в теплый период – от солнечной радиации. Для каждого помещения составляют отдельный баланс, который обычно оформляется в виде таблицы. Результатом теплового баланса являются значения избытков или недостатков теплоты, которые получают как разность между общим количеством теплопоступлений и теплопотерь. Результаты вычислений сводятся в таблицу 4. Ассимиляцию избытков теплоты выполняют с помощью вентиляции, восполнение недостатков тепла – средствами отопления помещений.
4. Вентиляция
Расчет воздухообмена.
Расчет бортового отсоса.
Бортовые отсосы устанавливают у гальванических и травильных ванн в виде щелевых воздухоприемников, располагаемых вдоль длинных бортов ванны. Как правило, следует применять опрокинутые двухбортовые отсосы.
1. Определяем количество воздуха, м3/ч, удаляемого бортовыми отсосами:
,
- расчетная ширина ванны, м,
- длина ванны, м,
- расчетное заглубление зеркала жидкости, м,
- разность температур поверхности жидкости и воздуха в помещении, оС,
- коэффициент, - для двухбортового отсоса, - для однобортового,
- коэффициент, учитывающий воздушное перемешивание жидкости, ,
- коэффициент, учитывающий укрытие зеркала жидкости плавающими телами,
- коэффициент, учитывающий укрытие зеркала жидкости пенным слоем,
- коэффициент, учитывающий токсичность и интенсивность вредных выделений, .
1. Для ванны оксидирования:
м3/ч.
Расчет аэрации.
При аэрации приток осуществляется через фрамуги окон, а вытяжка – через фрамуги фонарей. Аэрация проектируется только в теплый и переходный периоды года.
Теплый период года
1. Вычисляем располагаемое давление:
где - расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов.
;
- плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха.
2. Потери давления при проход воздуха через приточные проемы:
,
где - доля располагаемого давления, расходуемая на проход воздуха через приточные проемы..
3. Потери давления при проходе воздуха через вытяжные проемы:
4. Определяют требуемые площади вытяжных проемов:
,
где - коэффициент местного сопротивления проема принимаемый по [7, табл.20].
Фактическая площадь вытяжного проема .
где - коэффициент местного сопротивления фонаря принимаемый по [7, табл.21].
Переходный период года
.
Холодный период года
.
Подбор циклона.
Для абразивно-заточного станка (поз.8) устанавливаем циклон с обратным конусом тип ЦВП, предназначенный для очистки запыленного воздуха, удаляемого вентиляционными установками, перед выбросом в атмосферу, и рекомендуется для любых видов не цементирующейся пыли.
Расчет ЦВП:
1.
, м;
2. Принимаем к установке циклон ЦОК №6,.
Размеры входного патрубка 96х370
3. Определяем скорость:
4. Определяем гидравлическое сопротивление циклона:
Па.
Аэродинамический расчет.
Система аспирации В5
Система аспирации удаляет запыленный воздух от очистного барабана. Расчет производится методом динамических давлений:
ΔРуч =(xэ+∑x) Рд,
где xэ – приведенный коэффициент местного сопротивления, определяем по формуле:
xэ=
где λ- коэффициент сопротивления трения,
λ/d принимаем по табл. 14[4].
Таблица 10.
Коэффициенты местных сопротивлений
| № участка | Наименование местного сопротивления | Ссылка на таблицу | Значение ζ | ∑ζ | |
| м.л.-кожух | 3,63 | ||||
| отвод 30° | А.42 | 0,1 | |||
| тройнк на ответвление Fп/Fс=0,008/0,015=0,53 Lo/Lс=800/400=0,5 Fo/Fс=0,008/0,015=0,53 | А.41 | 0,53 | |||
| Тройник с углом 45° Fп/Fс=10000/10000=1 Lo/Lс=400/800=0,5 Fo/Fс=10000/19600=0,51 | А.43 | 0,13 | 3,13 | ||
| м.л.-кожух | |||||
| 2 отвода 90° | А.42 | 0,25 | 0,99 | ||
| Тройник с углом 45° Fп/Fс=19600/25600=0,8 Lo/Lс=800/1600=0,5 Fo/Fс=19600/25600=0,8 | А.43 | 0,39 | |||
| отвод 30° | А.42 | 0,1 | |||
| 2 отвода 90° | А.42 | 0,25 | 0,89 | ||
| Тройник с углом 45° Fп/Fс=19600/25600=0,8 Lo/Lс=800/1600=0,5 Fo/Fс=19600/25600=0,8 | А.43 | 0,39 | |||
| переход с Ø200 на 96х370 Fo/F1=0,0314/0,035=0,89 | А.23 | 0,2 | 0,3 | ||
| 2 отвода 30° | А.42 | 0,1 | |||
| 3 отвода 90° | А.42 | 0,25 | 0,87 | ||
| переход с Ø 215 на Ø 250 Fo/F1=(215/200)²=1,16 | А.24 | 0,05 | |||
| переход к вентилятору с Ø200 на Ø310 l/Do=1,4 n=(Do/D)²=(310/200)²=2 ξт=0,3, ξ=ξт(ʋвх/ʋ)²=0,3*(4,4/14,5)²=0,03 | А.36 | 0,07 | |||
| переход с 310,х310 на Ø200 ξт=0,1, ξ=ξт(ʋвх/ʋ)²=0,1*(7,8/9,8)²=0,075 | А.38 | 0,075 | 1,175 | ||
| выход | А.13 | 1,1 |
Результаты расчета воздушного баланса заносим в таблицу 11.
Подбор приточных камер.
Подбираем приточные системы П1 и П2 по программе ООО «ВЕЗА».
Отопление и теплоснабжение.
Гидравлический расчет
На отметке 0.000 выбираем место расположения узла ввода т/с.
Так как режим работы нагревателей различен, то, в производственном здании проектируется несколько систем теплоснабжения.
Одна система обслуживает приточную систему П1.
Вторая система обслуживает приточную систему П2(расчетная)
Третья система теплоснабжения проектируется для воздушно-тепловых завес, так как это установка периодического действия
Таблица 12.
Коэффициенты местных сопротивлений
| № участка | Наименование местного сопротивления | Значение ζ | ∑ζ | |
| задвижка | 0,5 | |||
| вентиль прямоточные | ||||
| 4 отводов 90° | ||||
| воздухосборник | 1,5 | |||
| 2 вентиля прямоточных | ||||
| воздухозборник | 1,5 | |||
| фильтр | ||||
| задвижка | 0.5 | |||
| 8 отводов 90° |
Результаты расчета воздушного баланса заносим в таблицу 13.
Подбор клапана
1. Потери давления в сети при максимальном расходе:
-потери давления в калорифере
2. Перепад давлений на регулирующем клапане при максимальном расходе:
3. Проверяем выполнение соотношения:
- верно
4. Определяем требуемую пропускную способность клапана:
Q- максимальный расход воды м3/ч
5. С учетом запаса .
По приложению III [5] принимаем регулирующий клапан с электрическим исполнительным механизмом 25ч931нж Ø20
6. Список литературы.
1. . СНиП 2.04.05 – 84 “Отопление, вентиляция и кондиционирование»
2. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3-х ч. ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. М.: Стройиздат, 1992.
3. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3-х ч. ч. 2. Отоплене . М.: Стройиздат, 1992
4. М. Б. Ромейко, В. Б. Жильников Аэродинамический расчет систем вентиляции с механическим побуждением. методические указания к курсовым проектам по вентиляции. Самара 2006
5. М. Б. Ромейко, Н. Е. Сыромятникова. Отопление и вентляция промышленного зданя методические указания к курсовым проектам. Самара 2005
6. Альбомы ОВ-02-148, выпуски 1, 2, 3, 4
Описание объекта
В данном проекте запроектирована система вентиляции для кузнечно-термического, расположенного в городе Волгоград. Длина цеха I=24, ширина b=18м и высота без фонаря Н=11 м, а с фонарём Н=14,5 м.
Климатические данные.
Выбираются согласно географическому положению объекта по СНиПу 2.04.05-91*.
Город Волгоград
1. Продолжительность отопительного периода Zот.= 117 сут.
2. Средняя температура отопительного периода tот= -5,4 0С.
3. Средняя температура наиболее холодной пятидневки tн5= -250С.
4.Повторяемость направлений ветра
5.Географическая широта – 480 с.ш.
Параметры наружного воздуха. Таблица1
| Расчетный период года | Параметры”А” | Параметры”Б” |
| Теплый | tн= 27,6 0С. I=55,3кДж/кг J= 3,6м/с | |
| Холодный | tн= -25 0С. I=-21,9 кДж/кг J= 4,3м/с |
1.3 Расчётные параметры внутреннего воздуха.
Категория выполняемых работ принята по заданию IIIб, оС, следовательно, для теплого периода:
1) температура рабочей зоны:
tр.з.=tна+4=31,6oС >29.
Следовательно, принимаем tр.з =29 оС.
2) Относительная влажность воздуха не должна превышать влажность, вычисленную по формуле:
=75-5*(29-24)=50 %.
3) Скорость движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений определяется в зависимости от температуры рабочей зоны.
=0.6+0.1*(29-28)=0.7м/с,
- основная норма скорости движения воздуха, принимаемая в зависимости от категории выполняемых работ. Для IIIб м/с.
4) Температура притока в теплый период принимается равной температуре наружнего воздуха tп=27,6°С.
5) Определяем температуру верхней зоны
Холодный период года
В холодный период года такие параметры, как t, , V в рабочей зоне принимаются также как и для переходных условий по [1, прил.2], при этом при проектировании вентиляции выбираются допустимые значения в зависимости от категории тяжести работ.
| Категория работы | tр.з., 0 С | V, м/с | ,%. |
| Средняя II | 0,5 | <75 |
Таблица 2. Выбор параметров внутреннего воздуха.
| Расчетный период года | tр.з., 0 С | V, м/с | ,%. |
| Теплый | 0,7 | ||
| Переходный | 0,5 | <75 | |
| Холодный | 0,5 | <75 |
Выбор ограждающих конструкций.
Наружные стены.
1. Требуемое сопротивление теплопередачи по условиям энергосбережения, определяется по формуле:
ГСОП=(tв-tот)*Zот=(16+5.4)*117=2503.8 0С*сут.,
2. Требуемое сопротивление из санитарно-гигиенических условий:
n=1- коэффициент, зависящий от положения ограждения, по [3, прил.3].
=7 0С – нормативный температурный перепад, по [3, прил.2].
=8,7 – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, по [3, прил.4].
За расчетное сопротивление теплопередачи принимаем
3. Коэффициент теплопередачи:
Полы.
По заданию приняты полы, не утепленные на грунте. Расчет такого пола ведется по зонам. Сопротивление теплопередачи каждой зоны принимается по [1, прил. 9]:
;
;
Коэффициент теплопередачи каждой зоны:
Ворота.
По [6, табл.1.16] выбираем ворота.
Общее сопротивление теплопередачи ворот равен:
Коэффициент теплопередачи равен:
Окна.
Требуемое сопротивление теплопередачи окон: .
В проекте принято двойное остекление в металлических раздельных переплетах .
Коэффициент теплопередачи
Окна фонаря.
Требуемое сопротивление теплопередачи окон: .
Коэффициент теплопередачи
Стены фонаря.
Требуемое сопротивление теплопередачи стен фонаря: .
Коэффициент теплопередачи:
Покрытие.
Требуемое сопротивление теплопередачи через покрытие: .
Коэффициент теплопередачи: .
3.Тепловой баланс помещения
Расчёт потерь теплоты.
3.1.1 Расчёт потерь теплоты через ограждающие конструкции.
Расчет ведется по формуле:
А – площадь ограждения, м2.
К – коэффициент теплопередачи, Вт/м2*0С.
n- коэффициент, зависящий от расположения наружного ограждения.
tв- температура внутреннего воздуха, 0С.
tн- температура наружного воздуха, 0С.
- коэффициент, определяющий добавочные теплопотери.
Расчет потерь теплоты для переходного периода , Вт, и дежурного отопления , Вт, производят по формулам :
.
Вт
Вт
3.1.2. Расчёт потерь теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха.
Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха принять в размере 30% от основных теплопотерь.
.
3.1.3 Расчёт расхода теплоты на нагрев ввозимого материала.
Qм=Gм*С*(tв-tм)*В*0,28 , Вт.
С- удельная массовая теплоёмкость материала, Дж/(кг*0С)
tм- температура поступившего материала, 0С
В – поправочный коэффициент, выражающий среднее уменьшение полной разности температур (tв-tм) во всём объёме материала за интервалом времени с начала нагревания в помещении [4,табл 8.3].В=0,3
В цех ввозится 1 тонна металла в смену, С=0,42 Дж/(кг*0С),.
Расход теплоты в холодный период года tм=-230С:
Qм=3000*0,5*0,42(16+25)*