Теплопостачання сільськогосподарського об’єкту

 

Зміст розрахунково-пояснювальної  записки

Вступ……………………………………………………………………………   4

1. Розрахунок опалення та вентиляції будівель…..………………………  5
2. Тепловий розрахунок зерносушарки………………………………….. 10
3. Розрахунок опалення споруд захищеного грунту…………………….  27

Список літератури………………………………………………………….  33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП.

 

Системи   теплопостачання  — це комплекси пристроїв, що продукують теплову енергію і доставляють  її (у вигляді пари, гарячої води або підігрітого повітря) споживачеві. Елементом системи є теплогенеруючий пристрій.

Теплогенеруючим пристроєм називають  сукупність пристроїв та механізмів для виробництва теплової енергії  у вигляді водяної пари, гарячої  води або підігрітого повітря.

В зв’язку з більшими вимогами до економії паливно-енергетичних ресурсів, проблемою охорони навколишнього середовища та використанням нетрадиційних джерел енергії в сільському господарстві значно підвищилась потреба в інженерах-енергетиках.

Раціональне використання теплоти  неможливе без володіння теорією  теплових процесів та знання основних законів перетворення енергії, які, як правило, являються основними в технологічних процесах сільськогосподарського виробництва.

Велика кількість теплоти використовується на опалення вентиляції, на забезпечення необхідних параметрів мікроклімату в тваринницьких та птахівничих приміщеннях, сховищах та будівель захищеного ґрунту, на сушіння сільськогосподарських кормів, отримання штучного холоду та інші цілі. У всіх вказаних випадках перенос теплоти супроводжується теплообміном. Розкриття закономірностей переносу теплоти в технологічних процесах сільськогосподарського виробництва дозволяє спеціалісту визначити оптимальні методи управління вказаними процесами.

 

 

 

 

 

1. РОЗРАХУНОК ОПАЛЕННЯ ТА ВЕНТИЛЯЦІЇ БУДІВЕЛЬ.

До розрахунку опалення і вентиляції споруд відноситься: витрати тепла на опалення і вентиляцію, кількість опалювальних котелень, витрати палива, поверхня нагрівних пристроїв.

Витрати тепла на опалення і вентиляцію кожної споруди визначається за формулою:

               

де g₀ і g_в – питомі теплові характеристики для опалення і

вентиляції, Вт/м³×К;

t⁰_зн і t^{о в}_зн  - розрахункові температури зовнішнього повітря для опалення і

вентиляції, ^оС ;

t⁰_вн – температура повітря всередині приміщення, ^оС;

V_з – будівельний об’єм (об’єм по зовнішньому периметру м.).

 

Значення питомих теплових характеристик  наводиться в довідниках з опалення і вентиляції.

• Витрати  тепла на опалення і вентиляцію школи:                                                             

    

• Витрати  тепла на опалення і вентиляцію поліклініки:                                                             

    

• Витрати  тепла на опалення і вентиляцію дитячого садка:                                                             

    

• Витрати  тепла на опалення і вентиляцію складального цеху:                                                             

    

• Витрати  тепла на опалення і вентиляцію механічної майстерні:   

 

 

 

                                                         

    

 Витрати тепла на опалення  і вентиляцію слідує визначити,  як суму витрат тепла, яку  отримали окремі будівлі.

На даний час найбільш поширена є водяна система, як найбільш гігієнічна, досконала в експлуатації і надійна в роботі.

Для визначення кількості  встановлених котлів потрібно отримане розрахункове теплове навантаження збільшити в 1,1-1,2 разів.

Необхідна сумарна поверхня нагріву котла визначається за формулою для водонагрівних котлів:

             

де SН – сумарна поверхня нагріву котлів, м²;

     Q_р – розрахункові витрати на опалення і вентиляцію, Вт;

               Q_р = SQ

               Q_р = 59,933+42,933+45,582+86,084+46,969 = 281,501 кВт

    Q/Н_к – теплове напруження поверхні нагріву, Вт/м²;

              Q/Н_к = 11000-15000 Вт/м²    [3]   

              

Отже, за розрахованою потужністю вибираємо два котли марки – “Вулкан”. Технічні дані даного котла заносимо в таблицю 1.1.

Таблиця 1.1.Технічна характеристика котла

 

Тип «Вулкан» VK 130	Показники
Теплова потужність (допуск ±5%)
Гкал/год	0,13
МВт	0,15
ККД, % (допуск ±1%)	92
Вид палива	газ, дизпаливо, мазут
Питома маса котла, т/МВт	3,3
Температура димових газів, оС	160-190
Температура води на вході, оС	70
Температура води на виході, оС	95
Втрати тепла в навколишнє середовище, (q5, %)	1,2

Продовження таблиці 1.1.

Об’єм води в (л)	155
Аеродинамічний опір котла, мм.вод.ст.	11
Площа поверхні нагріву водогрійного котла, м2	3,7
Робочий тиск, кгс/см2	4
Розрідження за котлом, мм.вод.ст.	4±2
Маса, кг	495

Витрати палива визначається за формулою:

              

де Q^р_н – найменша теплота згоряння палива  МДж/кг;

               Q^р_н = 39...42МДж/кг

     η – ККД  котельної установки для опалювальних  котлів;

                 η = 0,7   [3]

               

 

Поверхня нагрівних  приладів визначається з виразу:

                

де Q_р – розрахункова тепловіддача нагрівних приладів, Вт;

     t_вн – температура повітря в приміщенні, ^оС;

     t_пн – середня температура теплоносія в приладі, ^оС;

     К – коефіцієнт  теплопередачі приладу, Вт/м²×К;

                   t_пр =

де t_о – температура води, що виходить з приладу;

     t_н – температура води, що поступає в прилад.

                   t_о = 70^оС  ,  t_н = 95^оС        [3];

                   t_пр =

Коефіцієнт теплопередачі нагрівальних приладів коливається в межах

7,0 – 11,0 Вт/м²×К і залежить від різниці температур між середньою температурою приміщення .

 

 

 

У всіх приміщеннях, де постійно перебувають  люди встановлюються гладкі нагрівальні  прилади (радіатори). В приміщеннях з тимчасовим перебуванням людей , можуть використати чавунні ребристі труби або регістри із стальних труб.

Для збирання надлишку води при її температурному розширені кожна  система водяного опалення обладнується розширювальним баком. Крім того, в розширювальному баку знаходиться запас води необхідний для компенсації можливих витікань через нещільність з’єднань і стиків.

Розширювальний бак встановлюють у найвищій точці в утепленому ящику. До нього приєднують труби: сигнальну, переливну, циркуляційну і розширювальну.

В системах з природною циркуляцією  розширювальний бак приєднується до головного стояка по протічній частині, а в системах з примусовою циркуляцією  – до всмоктуючої лінії перед  насосами.

При температурному перепаді теплоносія

              Dt = 95 – 75^оС.

Об’єм розширювального бака визначається по формулі:

              V_р.б.=0,045×V_с  , л;

де V_с – об’єм води в системі опалення в літрах.

                V_с = V_ш + V_пол. + V_дит.с. + V_с.ц + V_м.м. ;

              

де V_пр – об’єм води с нагрівальних приладах.

 

Для школи встановлюємо гладкі нагрівальні прилади –  радіатори “Польза-6”, тоді V_пр = 25л, “Москва-132”, V_пр = 14л [3].

Для інших приміщень  використовуємо ребристі труби,  V_пр = 6,5 л    [3].

              

              

              

               

               

       V_с = 1498,3+601,1+638,1+559,5+305,3 =3602,3 л

                   V_р.б.=0,045 × 3602,3 =162,1 л .

Рис.1.1. Загальний вигляд котла «Вулкан» потужністю 150 кВт.

2. ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК  ЗЕРНОСУШАРКИ.

2.1. Вступ.

Розрахунок зерносушарки є одним  із основних розділів курсового проекту, тому основну увагу зосереджено на теплотехнічній частині, а конструктивний розрахунок, підбір вентиляторів і деякі інші питання не висвітлюються.

Вихідними даними для  виконання розрахунку є :

• продуктивність зерносушарки – М₁ = 24 т/год;
• вологість зерна: а) до сушіння  ω₁ = 19,2%;

                                 б) після сушіння ω₂ = 11,5%;

• вид зерна і його призначення – просо на посів;
• температура повітря на вході в сушарку – 16⁰С;
• вологість повітря : а) на вході в сушарку – 65%;

                                      б) на виході з сушарки – 78%;

• паливо, на якому працює сушарка – мазут низькосірчистий.

Сушіння     сільськогосподарської     продукції     має     важливе народногосподарське значення і є необхідною ланкою серед заходів щодо зберігання і підвищення якості зернової продукції, зелених кормів тощо.

Значна частина зібраного  урожаю зерна (близько 40-60 %) досушується, тому що при великій вологості  процеси дихання і життєдіяльності  проходять з більшою інтенсивністю, в результаті чого створюються умови  для швидкого розвитку мікроорганізмів та шкідників зерна.

Процес сушіння є  не тільки теплотехнічним, який передбачає термічне зневоднення продукту, а  й технологічним, бо при цьому  завершується формування структури, змінюються структурно-механічні, технологічні та біологічні властивості. Висушене зерно добре зберігається, а при переробці в млинах зменшуються витрати енергії та збільшується вихід борошна. Сушіння посівного зерна підвищує його схожість.

 

 

Залежно від способу підведення теплоти розрізняють конвективний, контактний (кондуктивний), радіаційний способи сушіння, а також сушіння сублімацією, струмом високої частоти (СВЧ), комбіноване. Найпоширенішим є конвективний спосіб сушіння нагрітим повітрям або сумішшю повітря і топкових газів.

Рис.2.1. Принципові схеми  конвективних сушарок.

а – лоткова; б –  конвеєрна; в – шахтна колонкова; г – шахтна жалюзійна; д – шахтна з коробами; е – сушарка з  «кип’ячим» шаром зерна; ж – барабанна; з – пневматична; и – пневмогазова; а.с. – агент сушіння.

Для сушіння зерна конвективним способом найчастіше використовують шахтні сушарки з коробами. На рис. 2.2. показана схема стаціонарної зерносушарки СЗС-8. Вона складається із двох шахт і топки. Завантаження і розвантаження сушарки здійснюється порціями. Кожна шахта обслуговується окремим вентилятором, який працює на всмоктування. До складу кожної шахти входить дві сушильні камери і камера для охолодження.

Рис. 2.2. Схема зерносушарки СЗС-8.

1 –  топка; 2 –   труба для випуску атмосферного  повітря в змішувальну камеру; 3 –  топкова труба; 4 – газопроводи для сушильного агента; 5 –  газопроводи для відпрацьованого сушильного агента; 6 –  вентилятор.

Сушильний агент надходить  до верхньої і нижньої сушильних  камер в поперечному напрямку по коробах за рахунок розрідження, яке створюється вентилятором. В охолоджувальну камеру спрямовується холодне повітря. Відпрацьований сушильний агент і холодне  повітря  всмоктуються вентилятором.

Вологе зерно порціями подається в сушильні бункери  і під дією власної ваги  рухається  по шахті зверху вниз, проходить  верхню і нижню сушильні камери, а також камеру проміжного охолодження. Зниження температури зерна сприяє прискоренню процесу сушіння в другій камері. Після камери охолодження зерно надходить до розвантажувальних норій.

Крім  сушарки  СЗС-8,  на  сільськогосподарських  підприємствах використовуються інші сушарки шахтного типу: СЗШ-16, СЗСК-4, ЗСПЖ-8 (пересувні), а також барабанні зерносушарки продуктивністю 4 та 8 т/год (СЗСБ-4 і СЗСБ-8).

У даному розділі викладений графо-аналітичний метод розрахунку шахтної зерносушарки, яка працює на суміші повітря і топкових газів.

 

2.2. Схема розрахунку  зерносушарки.

Зовнішнє повітря (рис. 2.3. ) з температурою t_о, відносною вологістю φ_о, вологовмістом d_о і ентальпією Н_о змішується з продуктами згоряння палива. Після змішування сушильний агент з параметрами t₁, φ₁, d₁, і Н₁ проходить в першу зону сушильної камери.