Дипломная работа: Реконструкция электротехнической части фермы КРС на 200 голов
Расчет
отопления и вентиляции
В воздушной среде производственных помещений, в которых находятся люди животные,
оборудование, продукты переработки всегда есть некоторое количество вредных
примесей, а также происходит отклонение температуры от нормированных значений,
что отрицательно влияет на состояние здоровья людей, продуктивность животных,
долговечность электрооборудования.
Вентиляциооные установки применяют для поддержания в допустимых пределах
температуры, влажности, запыленности и вредных газов в воздухе производственых,
животноводческих и других помещений.
Уравнение часового воздухообмена по удалению излишнего содержания углекислоты.
1,2·C+L·C1=L·C2(3.26)
где, 1,2 - коэффициент учитывающий выделение углекислоты микроорганизмами
в подстилке.
С - содержание СО2 в нужном воздухе, л/м³, для сельской местности
С1=0,3л/м3,[ л-1],
L-требуемое количество воздуха, подаваемое
вентилятором, чтобы обеспечить в помещении допустимое содержание СО2 м³/ч,
С2 - допустимое содержание СО2 в воздухе внутри помещения, л/м³,
принимаем по таблице 10.2, стр157, С2=2,5 л/м³, (л-2).
Определяем
количество углекислого газа, выделяемого всеми животными.
С=С`·п=110·200=22000 л/ч.(3.27)
где, С` - количество СО2 выделяемого одним животным, л/ч, по таблице 10.1.
принимаем
С`=110л/ч [л-1],
п - количество
поголовья животных, 200голов.
Требуемое
количество воздуха подаваемого вентилятором.
L=1,2·С/(С2-С1)=1,2·22000/(2,5-0,3)=12000 м³/ч(3.28)
Расчетная
кратность воздухаобмена.
К=L/V=12000/4057=3(3.29)
V-объем вентилируемого помещения, равняется 4057м³
L-требуемое количество воздуха, подаваемого вентилятором
Часовой
воздухообмен по удалению излишней влаги.
Lи=1,1·W1/(d2-d1)=1,1·28600/(7,52-3,42)=5200 г/м³(3.30)
где, W1-влага выделяемая животными внутри помещения
d2-допустимое влагосодержание воздуха.
d1-влагосодержание наружного воздуха
Влага
выделяемая животными
W1=w·N=143·200=28600
г/ч(3.31)
где, w-влага выделяемая одним животным w=143
г/ч стр75(л-1)
N-количество животных
Допустимое
влагосодержание внутри помещения
d2=d2нас·φ2=9,4·0,8=7,52
г/м³(3.32)
где, d2нас-влагосодержание насыщенного воздуха внутри помещения
при оптимальной температуре +10ºС по табл.10.3 (л-2) d2нас=9,4
г/м³
φ-допустимая
относительная влажность внутри помещения, по табл. 10.2 (л-2) φ=0,8
Влагосодержание
наружного воздуха.
d1=d1нас·φ=3,81·0,9=3,42(3.33)
где, d1нас-влагосодержание насыщенного наружного воздуха
φ-относительная
влажность наружного воздуха.
Т.к.
сведений значений расчетной температуры и относительной влажности наружного
воздуха нет то ориентировочно расчетную температуру наружного воздуха можно
принять равной -3ºС и при такой температуре d1нас=3,81
φ=0.9
Давление
вентилятора.
Р=Рд+Рс=105,6+1154,9=1260,5
Па(3.34)
где, Рд
и Рс-динамические и статические составляющие давления вентилятора.
Динамическая
составляющая давления
Рд=ρ·V²/2=1,25·13²/2=105,6 кг/м³(3.35)
где,
ρ-плотность воздуха
V-скорость воздуха, м/с V=10…15м/с
(л-1)
Определяем
плотность воздуха.
ρ=ρ0/(1+α·U)=1,29/(1+0,003·10)=1,25кг/м³(3.36)
где,
ρ0-плотность воздуха при 0ºС ρ0=1,29 кг/м³ стр34 [л-1]
U-температура воздуха
α-коэффициент
учитывающий относительное увеличение объема воздуха при
нагревание
его на один градус α=0,003 стр.35 [л-1]
Статическая
составляющая давления.
Рс=l·h+Рм=66,8·1.8+1035,1=1154,9
Па(3.37)
где, Lh-потеря давления, затрачиваемое на преодоление трения
частиц воздуха о стенки трубопровода.
l-длина трубопроводов, равная 66,6м
h-потери давления на 1 метр трубопровода, Па/м
Рм-потери
давления затрачиваемое на преодоление местных сопротивлений.
Потери
напора на 1 метре трубопровода.
h=64,8·V ·/d ·(ρ/1,29) =64,8·13· /750 ·(1,25/1,29) =1,8 Па/м(3.38)
где, V-скорость воздуха в трубопроводе, м/с
d-диаметр трубопровода
d=2·а·в/(а+в)=2·1000·600/(1000+600)=750 мм(3.39)
где, а
и в стороны прямоугольного сечения трубопровода а=1000мм в=600мм (л-5)
Потери
напора в местных сопротивлениях.
Рм=Σξ·Рд=Σξ·ρ·U²/2=9,8·1,25·13²/2=1035 Па/м(3.40)
где,
ξ-коэффициент местного сопротивления, Σξ=9,8 стр.75(л-2)
Вентилятор
подбираем по их аэродинамическим характеристикам. По наибольшему значению L и расчетному значению Р.
С
учетом равномерного распределения вентиляторов в коровнике выбираем вентилятор
Ц4-70 с подачей L=6000 м³/ч, при давлении 630 Па.
Ц4-70 N5 n=1350 об/мин η=0,8
Определяем
число вентиляторов.
n=L/Lв=12000/6000=2(3.41)
где, Lв - подача воздуха одним вентилятором.
Принимаем
2 вентилятора один из которых будет располагаться в начале здания другой в
конце здания.
Масса
воздуха проходящего через вентилятор.
m1=ρ·S·V=1,29·0,6·13=10
кг/с(3.42)
где,
ρ-плотность наружного воздуха, ρ=1,29кг/м³ стр45(л-1)
S-площадь сечения трубопроводов S=0,6м²
стр45(л-2)
Полезная
мощность вентилятора.
Рпол=m1·V²/2=10·13²/2=845Вт(3.43)
Мощность
электродвигателя для вентилятора.
Р=Q·Р/1000·ηв·ηп=1,6·630/1000·0,8·0,95=1,3 кВт(3.44)
где, Q-подача вентилятора Q=1,6м³
Р-давление
создаваемое вентилятором Р=630Па
ηв-КПД
вентилятора ηв=0,8
ηп-КПД
передачи ηп=0,95, для ременной передачи стр80 (л-1)
Расчетная
мощность двигателя для вентилятора.
Рр=Кз·Р=1,15·1,3=1,5
кВт(3.45)
где, Кз
- коэффициент запаса Кз=1,15 стр80(л-1)
Для
вентилятора выбираем электродвигатель серии RA100L4 с Рн=1,5 кВт Iн=4А
Расчет
калорифера.
Определяем
мощность калорифера.
Рк=Qк/860·ηк=16191/860·0,9=20,9 кВт(3.46)
где, Q-требуемая калорифера, ккал/ч
ηк-КПД
установки ηк=0,9
Теплопередачу
установки находят из уравнения теплового баланса помещения.
Qк+Qп=Qо+Qв(3.47)
отсюда
Qк=Qо+Qв-Qп=114744+26047-124600=16191
ккал/ч
где, Qо - теплопотери через ограждения, ккал/ч
Qв - тепло уносимое с вентилируемым воздухом
Теплопотери
через ограждения
Qо=ΣК·F·(Vп·Qм)=8·2049·(10-3)=114744 ккал/ч(3.48)
где,
К-коэффициент теплопередачи ограждения, ккал/ч К=8 (л-2)
F-площадь ограждений, м² F=2049
(л-3)
Uп - температура воздуха, подведенная в помещение, Uп=+10ºС
Uн - расчетная
температура наружного воздуха, Uнм=-3ºС
Тепло,
уносимое с вентилируемым воздухом.
Qв=0,237·ν·V(Qп-Uм)=0,239·1,29·12171·(10-3)=26047 ккал/ч(3.49)
где,
ν - плотность воздуха, принимаемая равной 1,29 кг/м³ стр.56 (л-1)
V - объем обогащаемого воздуха за 1 час
V=Vп·Коб=4057·3=12171м³(3.50)
где, Vп - объем помещения равный 4057м³
Коб - часовая
кратность воздухообмена
Тепловыделение
в помещение
Qп=g·N=623·200=124600
ккал/ч(3.51)
где, g-количество тепла выделяемого одним животным за 1 час, для
коров весом до 500 кг g=623 ккал/ч стр89 (л-1)
N-число коров.
Считаем,
что в каждую фазу включены по два нагревательных элемента.
Определяем
мощность одного нагревательного элемента.
Рэ=Рк/μ·n=10,4/3·2=1,6 кВт(3.52)
где, n - число нагревателей.
μ
- число фаз.
Рабочий
ток нагревательного элемента
Iраб=Рэ/Uф=1,6/0,22=7,2
А(3.53)
где, Uф
- фазное напряжение.
Принимаем
6 ТЕН мощностью 2 кВт: ТЕН-15/0,5 Т220.
Принимаем
2 калорифера СФОЦ-15/0,5Т один из которых устанавливаем в начале комплекса
другой в конце.
Таблица
14 - Технические данные калорифера
Тип калорифера |
Мощность
калорифера, кВт
|
Число cекций |
Число нагревателей |
СФОЦ-15/0,5Т |
15 |
2 |
6 |
Расчет
осветительных установок
Свет является одним из важнейшим параметром микроклимата. От уровня
освещенности, коэффициента пульсации светового потока зависит зависит производительность
и здоровье персонала.
Ферма состоит из 2 животноводческих комплексов и расположенного между ними
молочного блока.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 |