Курсовая работа: Розрахунок системи вентиляції для тваринницьких приміщень
Название: Розрахунок системи вентиляції для тваринницьких приміщень Раздел: Рефераты по строительству Тип: курсовая работа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Курсовий проект на тему: Розрахунок системи вентиляції для тваринницьких приміщень Зміст Введення 1. Вибір розрахункових параметрів 1.1 Розрахункові параметри зовнішнього повітря 1.2 Розрахункові параметри внутрішнього повітря 2. Розрахунок повітрообміну 3. Вибір схем приточної і витяжної систем вентиляції 4. Визначення потужності системи опалення 5. Підбор устаткування приточного центра 6. Розрахунок аерації Список літератури ВведенняУ цивільних, промислових, а також тваринницьких будинках повітря повинне бути досить чистим і помірковано вологим. Підтримка параметрів внутрішнього повітря на необхідному рівні, видалення із приміщення забрудненого повітря й подача чистого повітря - основні завдання вентиляції. Вентиляція являє собою сукупність заходів і пристроїв, що забезпечують розрахунковий повітрообмін у приміщеннях житлових, промислових і тваринницьких будинків. Створення оптимального мікроклімату має першорядне значення для забезпечення продуктивності тварин при менших витратах кормів. На частку забезпечення оптимального мікроклімату тваринницьких приміщень доводиться від 50 до 75% річного енергоспоживання на технологічні потреби ферми. Про значимість процесу створення мікроклімату свідчить те факт, що потреба тваринництва країни тільки на забезпечення цього процесу становить приблизно 14. .15 млн. т умовного палива. При розробці системи забезпечення оптимального мікроклімату однієї з основних завдань є організація необхідного повітрообміну у тваринницьких приміщеннях. Особливе значення при цьому здобуває розрахунок витрати повітря, що подається або, що видаляється при вентиляції приміщень. Зміст тварин у холодних, сирих і погано вентильованих приміщеннях приводить до зниження продуктивності, збільшенню витрат кормів. Завдання даного курсового проекту - розрахунок і організація системи приточної і витяжної вентиляції для одного із тваринницьких приміщень. 1. Вибір розрахункових параметрів1.1 Розрахункові параметри зовнішнього повітряКліматичні дані м. Суми відповідно до норм забезпеченості визначають по Снип 2.04.05-91* "Опалення, вентиляція й кондиціювання". При розрахунку вентиляції приймаються параметри трьох розрахункових періодів року: теплого, перехідного й холодного. Як розрахункові параметри зовнішнього повітря (табл. 1) для будинків сільськогосподарського призначення варто приймати: параметри А - для систем вентиляції в теплий період; параметри Б - для систем опалення й вентиляції, що виконує функції опалення, у холодний період; у перехідний період варто приймати температуру повітря Таблиця 1. Параметри зовнішнього повітря
1.2 Розрахункові параметри внутрішнього повітряПараметри внутрішнього повітря для проектування вентиляції у тваринницьких будинках у холодний і перехідний періоди приймаються по Додатку 1 "Опалення й вентиляція тваринницьких комплексів і ферм" укладач А.И. Кирюшатов для конкретного об'єкта будівництва. У теплий розрахунковий період температура усередині приміщення приймається на Таблиця 2. Параметри внутрішнього повітря для змісту КРС
Тепломісткість і вологовмісти визначаються для відповідних значень температур, відносної вологості й тепломісткості. Припустима концентрація вуглекислого газу вибирається по Додатку 1 “Опалення й вентиляція тваринницьких комплексів і ферм". 2. Розрахунок повітрообмінуДля забезпечення оптимального мікроклімату у тваринницьких приміщеннях однієї з основних завдань є організація необхідного повітрообміну, визначення витрати повітря, що подається або, що видаляється при вентиляції приміщень. Витрата повітря розраховується окремо для холодного, перехідного й теплого періодів. Кількість вентиляційного повітря визначається виходячи з даних про виділення в приміщенні водяних пар, газів, надлишкової теплоти (у перехідний і теплий періоди) і з урахуванням вимог до складу повітряного середовища усередині приміщень. Джерелами забруднень повітря у тваринницьких приміщеннях є Телята. Норми виділення ними вільної теплоти, вуглекислого газу й водяних пар визначаються по Додатку 6 “Опалення й вентиляція тваринницьких комплексів і ферм" і наведені в таблиці 3. Таблиця 3. Кількість шкідливості, виділюване одною твариною
1. Розрахунок повітрообміну в холодний період. Витрата вентиляційного повітря
де Волого виділення усередині приміщення
де Волого виділення тваринами
де Волого виділення з мокрих підлог
де Додаткові волого виділення у тваринницьких приміщеннях У такий спосіб волого виділення усередині приміщення Кількість повітря на асиміляцію Обсяг вуглекислого газу, що виділився усередині приміщення де Гранично припустима концентрація Також визначаємо мінімальна витрата повітря
де За розрахункову витрату повітря приймаємо найбільший 2. Розрахунок повітрообміну в перехідний період Витрата вентиляційного повітря
де Теплова потужність тепло надлишків
де
Розрахунок від сонячної радіації
де
Схована теплота
де Тепловтрати через зовнішні огородження
де Теплова потужність виділень вільної теплоти тваринами
де Теплота від освітлювальних приладів
де Теплова потужність Явні тепло надлишки становлять: При цьому тепло волого відношення має вигляд:
Волого виділення усередині приміщення По Кількість повітря на видалення Кількість повітря на асиміляцію Також визначаємо мінімальна витрата повітря За розрахункову витрату повітря приймаємо найбільший 3. Розрахунок повітрообміну в теплий період Витрата вентиляційного повітря
Схована теплота Волого виділення тваринами Волого виділення з мокрих підлог
Додаткові волого виділення у тваринницьких приміщеннях У такий спосіб по формулі (2) волого виділення усередині приміщення Теплову потужність виділень вільної теплоти тваринами Тепловтрати через зовнішні огородження Теплову потужність Явні тепло надлишки становлять: При цьому відношення має вигляд:
По Кількість повітря на видалення Кількість повітря на асиміляцію Також визначаємо мінімальна витрата повітря За розрахункову витрату повітря приймаємо найбільший 3. Вибір схем приточної і витяжний систем вентиляціїДля основних приміщень тваринницьких будинків організація вентиляції залежить від призначення приміщення й виду тварин. Телятники для прив'язного змісту молодих телят рекомендується обладнати системою вентиляції за наступною схемою: у холодний і перехідний періоди - подача підігрітого повітря у верхню зону розосередженими струменями. Видалення повітря з верхньої зони через шахти в перекритті й з нижньої зони через гнойові канали в розмірі 30% припливу. У теплий період - природний приплив через віконні прорізи. Природна витяжка через віконні прорізи й механічна через гнойові канали в розмірі 30% зимового припливу. У приміщеннях для змісту худоби передбачається створення підпору повітря шляхом перевищення припливу над витяжкою в розмірі 10-20%, здійснення природної вентиляції як аварійної. План приточної вентиляції представлений на форматі 1. Система складається із двох галузей, розташованих на висоті 2,5м від рівня підлоги. Роздача повітря відбувається через ґрати розміром 100х100. Для подачі повітря із заданими параметрами центр обладнають фільтром і калорифером, розрахунок яких приводиться далі. Необхідний напір і витрата в системі створюється відцентровим вентилятором. Запобігання перетікання повітря із приміщення забезпечує утеплений клапан. Для зменшення звукового навантаження використовують звуко- і віброізоляцію. Розрахунок всіх тридцятимільйонних частин приточного центра наведений у главі 4 даного проекту. 4. Визначення потужності системи опаленняТеплова потужність системи опалення розраховується на підставі теплового балансу тваринницького приміщення, складеного для холодного періоду:
де Теплова потужність, що витрачається на підігрів приточного повітря
де Витрата вентиляційного повітря Витрата теплоти, що йде на нагрівання вентиляційного повітря визначаємо по формулі (14): Тепловтрати через зовнішні огородження Втрати тепла на нагрівання инфильтрующего повітря
де
де де Коефіцієнт інфільтрації де Витрата повітря й втрати тепла на його нагрівання становлять по формулах (15) і (16):
Теплова потужність, що витрачається на випар вологи, де Теплова потужність виділень вільної теплоти тваринами Теплову потужність системи опалення
При цьому відношення має вигляд:
5. Підбор устаткування приточного центра1. Підбор калорифера При виборі схеми калориферної установки необхідно врахувати, що по техніко-економічних міркуваннях масова швидкість повітря приймається для пластинчастих калориферів 7...10.…10 Необхідна площа живого перетину калорифера де По технічних характеристиках підбираємо калорифер КПС-П №10. Швидкість теплоносія в трубках калорифера де
де Необхідну поверхню нагрівання
2. Підбор фільтра Фільтр підбирається по продуктивності, розрахованої для холодного періоду, що становить Фільтри ФяГ складаються з рамки, що виготовляється з картону або оцинкованої сталі, усередині якої покладений фільтруючий матеріал у вигляді гофри, що опирається з боку виходу повітря на сітку гофрованої (хвилеподібної) форми. Фільтри типу ФяГ призначені для очищення зовнішнього й рециркулярного повітря в системах приточної вентиляції й кондиціювання для приміщень різного призначення: побутових адміністративних і промислових будинків. У процесі експлуатації фільтрів варто контролювати їхній аеродинамічний опір за показниками манометра, приєднаного до штуцерів, улаштованим у стінках камер до й після фільтрів. При досягненні перепаду тиску, що рекомендується для даного фільтра, або виходячи з розташовуваного тиску в системі, фільтри необхідно заміняти. Таблиця 4. Технічні вимоги й характеристики
Фільтри працездатні й зберігають свої технічні характеристики при температурі очищеного повітря від - 40°С до +70°С. Навколишнє середовище повітря не повинні містити агресивних газів і пар. Параметри фільтрів визначалися відповідно ДО ДЕРЖСТАНДАРТУ Р 51251 - 99 "Посібника з випробування й оцінки повітряних фільтрів для систем приточної вентиляції й кондиціювання повітря Таблиця 5. Характеристика підібраного фільтра
У даному приміщенні встановлюємо 2 фільтри ФяГ 3 (4) 059. 3. Підбор утепленого клапана Клапани повітряні утеплені призначені в якості клапанів у вентиляційних системах. Клапан складається з корпуса (з оцинкованої сталі), усередині якого на підшипниках ковзання встановлені поворотні лопатки, Тэнов (потужністю 0,4 кВт) і приводи (ручного й електричного). Кожна лопатка має перетин. Клапани можуть використовуватися для режимів " відкрите-закрите " або плавного регулювання кількості повітря. Як виконавчий механізм може використовуватися ручний привід, привід фірми "Belimo ". Клапани призначені для використання в системах вентиляції й кондиціювання повітря й можуть застосовуватися для регулювання кількості повітря й газових сумішей, агресивність яких, стосовно оцинкованої сталі, не вище агресивності повітря, з температурою до 80 °С, не утримуючого пилу й інших твердих домішок у кількості більше 100 мг/м 3, а також липких речовин і волокнистих матеріалів. Клапани призначені для експлуатації в умовах помірного клімату (В) категорії розміщення 1 за ДСТ 15150, і для експорту в умовах помірного (В) і тропічного (Т) клімату категорії розміщення 1 за ДСТ 15150-69. 4. Підбор вентилятора Вентилятор вибирається на основі гідравлічного розрахунку. Визначаємо кількість пристроїв, що роздають, виходячи з умови рівності швидкості руху повітря в жалюзійних ґратах і швидкості на останній ділянці. Загальна площа жалюзійних ґрат: де Кількість жалюзійних ґрат: де Витрата повітря на останній ділянці: Швидкість повітря на останній ділянці: де Тому що система має дві галузі, то кількість ділянок на кожній з них становить 38. На аксонометричній схемі робимо розбивку ділянок - відрізків з постійним перетином і витратою. За розрахунковий напрямок приймаємо найбільш протяжне. Втрати на ділянці складаються із втрат на тертя й втрат напору в місцевих опорах на ділянці. В інженерній практиці втрати тиску на тертя
де Гідравлічні втрати тиску на місцеві опори
де Загальні втрати тиску в мережі для стандартного повітря визначаються по формулі:
Приведемо приклад розрахунку ділянки 25 - шахта довжиною 0,89м. Місцеві опори - вхід у шахту ( Розрахунок всіх ділянок зведемо в таблицю 8. Визначивши втрати тиску у всій системі, які склали Таблиця 6. Характеристики вентилятора ВР 86-77-4
Аерація - організований природний повітрообмін у приміщенні. Її здійснюють через спеціально передбачені отвори в зовнішніх огородженнях з використанням природних побудників руху повітря - гравітаційних сил і вітру. 1. Розрахунок аерації в теплий період Визначимо витрату повітря, необхідного для забезпечення нормованої температури в робочій зоні (для літнього періоду):
де Повний перепад тисків:
де
Температура повітря, що йде: Швидкість повітря на припливі через віконні прорізи не повинна перевищувати 0,3-0,5 м/с. Виходячи із цієї умови розрахуємо необхідну кількість прорізів (вікон):
Надлишковий тиск у шахті:
Швидкість повітря на рівні зрізу шахти:
де Σζ - сума коефіцієнтів місцевих опорів; h1 - висота шахти, м. Сумарна площа шахт і їхня кількість:
2. Розрахунок аерації в перехідний період Витрата на аерацію в перехідний період зменшується на 30% від подаваного обсягу в холодний період, що видаляється через гнойові канали. Визначимо витрата повітря, необхідний для забезпечення нормованої температури в робочій зоні (для літнього періоду), по формулі (20): Кількість повітря, що видаляється через шахти: Кількість теплоти, що видаляється через шахти: Повний перепад тисків, визначаємо по формулі (21): У розрахунках системи вентиляції приймаємо температуру зовнішнього повітря в літній і перехідний період по дійсних умовах. Надлишковий тиск на рівні середини віконного прорізу (прорізу в стіні) визначаємо по вираженню (22):
Температура повітря, що йде: Швидкість повітря на припливі через віконні прорізи не повинна перевищувати 0,3-0,5 м/с. Виходячи із цієї умови розрахуємо необхідну кількість прорізів (вікон) по вираженню (23):
Надлишковий тиск у шахті знаходимо по формулі (24): Швидкість повітря на рівні зрізу шахти визначаємо по формулі (25): Сумарна площа шахт і їхню кількість знаходимо по вираженню (26):
ВисновокУ даному курсовому проекті відповідно до завдання була запроектована система опалення й вентиляції телятника для телят старше 4-х місяців на 110 голів м. Суми. Були розраховані шкідливості в приміщенні, й тепловтрати. Був зроблений розрахунок повітря обміну у зимовий, перехідний і літній періоди року. Було підібране встаткування для приточної камери: калорифер марки КПС-П №10 і вентилятор ВР-86-77-4. Була розрахована аерація будинку й аеродинаміка для літнього й перехідного періодів року: підібрані кількість і розміри витяжних шахт, віконних прорізів, що забезпечують видалення шкідливості із приміщення, де втримуються тварини. Повітря подається через повітря хід із приточними ґратами, перетином 100 Усього на один приточний центр - 114 ґрат. У літній і перехідний періоди, для компенсації тепло надлишків необхідно організувати аерацію. Діаметр шахти становить 0,8м. Улітку аерація здійснюється через прорізи в стінах; необхідно відкрити 44 вікна, а віддаляється через шахти; необхідне число шахт 36 штук. У перехідний період приплив повітря здійснюється через 26 відкритих вікон, а віддаляється необхідна кількість повітря через шахти, необхідне число шахт 27 штук. Список літератури1. Снип 2.04.05-91* Опалення, вентиляція й кондиціювання. 2. Богословський В.М. Опалення й вентиляція. – К., 2007 3. Драганов Б.Х. Теплотехніка й застосування теплоти в сільському господарстві – К., 2007 4. Драганов Б.Х. Курсове проектування по теплотехніці й застосуванню теплоти в сільському господарстві: - К., 2003 5. Кирюшатов А.І. Опалення й вентиляція тваринницьких комплексів і ферм. Методичні вказівки до курсового й дипломного проектування. – К., 2007 6. Отцов О.К. Вентиляція виробничих будинків агропромислового комплексу. – К., 1997 |