Расчет теплоснабжения объектов пищевой промышленности

Действительную  массовую скорость воздуха, кг/(м²∙с), рассчитываем по формуле, подставляя ,

, кг/(м²×с)

Скорость теплоносителя – воды в трубках калорифера определяют по формуле

,м/с,

где – площадь живого сечения трубок калорифера для прохода теплоносителя, м².

Определяют  действительный поток тепла, передаваемый калориферной установкой нагреваемому воздуху по формуле

, Вт,

где – коэффициент теплопередачи, Вт/(м × °С);

     – площадь поверхности нагрева калорифера,  м²;

    – средняя температура теплоносителя, °С

    – средняя температура нагреваемого воздуха, °С

, Вт/(м²×К)

, Вт/(м²×К)

Выбор калорифера считаем правильным, если

.

Устанавливаем два последовательно подключенных калорифера.

Для определения  давления, которое должен развивать  вентилятор калориферной установки, требуется  знать сопротивление калорифера проходу воздуха  наряду с другими аэродинамическими сопротивлениями приточной вентиляционной системы. В приложении 8 приведена расчетная формула для подсчета одного ряда калориферов некоторых марок. При последовательной установке одинаковых калориферов их сопротивление по воздуху равно .

, Па

 

 

9. ВЫБОР ВЕНТИЛЯТОРОВ

 

 При подборе вентиляторов нужно знать требуемую подачу, схему системы вентиляции и полное давление, которое должен развивать вентилятор. Подача вентилятора определяется следующим образом

,м³/ч,

где – поправочный коэффициент на подсосы воздуха в воздуховодах, .

,м³/ч

Выбираем  схему вентиляции и размещаем  её в пояснительную записку. Диаметры воздуховодов этих участков определяют, исходя из расхода и допустимой скорости движения воздуха

,м,

,м,

,м,

 – скорость движения воздуха  в трубопроводе: на участках 1 и  2 (магистраль)        м/с; на   участках   3,4,5,6   (ответвления) м/с;

 – расход воздуха.

,м

,м

,м

Диаметр воздуховодов определяют исходя из ряда: 140; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 325; 355; 400; 450; 500;550; 630; 710; 800; 900; 1000 мм.

 мм, мм, мм.

Рис. Схема  размещения участков системы вентиляции

Расход воздуха  и длина участков вентиляционной сети

№ участка	Расход воздуха, м3/ч	Длина участка, , м
1		4,5
2		9
3,4,5,6		45

 

Расчётное полное давление, которое должен развить  вентилятор определяют в наиболее протяженной  ветви вентиляционной сети (участки 1, 2 и 5) по формуле, предварительно рассчитав  и заполнив таблицу 9

Таблица для расчета работы системы вентиляции

№ у.	,		,	,	,	,	,		,	,	,
1	3780,06		4,5	10	0,400	2,7	12,5	4,5	61,25	278,6	291,1
2	1890,03		9	10	0,280	4,2	37,8	1,3	61,25	79,9	117,7
5	945,015		45	6	0,250	1,8	81	5,95	22,5	131,19	212,19
620,9

 

, Па,

где 1,1 – запас давления на непредвиденное сопротивление;

 – потери давления на  трение и в местных сопротивлениях  в наиболее протяжённой ветви вентиляционной сети. Па;

 – удельные потери давления  на трение, Па/м; 

 – длина участка воздуховода,  м;

 – потери   давления   в   местных   сопротивлениях   участка воздуховода, Па;

 – сумма коэффициентов  местных сопротивлений на участке;

 – динамическое давление  потока воздуха, Па;

  – плотность воздуха, кг/м³;

 – динамическое давление  на выходе из сети, Па;

 – сопротивление калориферов,  Па.

,Па

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициенты  местных сопротивлений  , для воздуховодов

№ участка	Вид местного сопротивления
1	Вход в жалюзийную решетку поворотом  потока	2,0
	Диффузор у вентилятора	0,15
	Колено 90° круглого сечения	1,1
	Выход через боковое отверстие  с острыми краями /v – 0.4;0,6;1,0;1,2	1,3;1,7;1,8;1,9
2	Выход через боковое отверстие  с острыми краями/v - – 0.4;0,6;1,0;1,2	1,3;1,7;1,8;1,9
5	Отвод 90° круглого сечения	0,15
	Внезапное сужение сечения  – 0.1;0,3;0,5;0,7	0,47;0,38;0,3;0,2
	Выход через боковое отверстие  с острыми краями/v - – 0.4;0,6;1,0;1,2	1,3;1,7;1,8;1,9
	Выход с поворотом потока с решеткой	2,5
	Вытяжная шахта с зонтом	1,3

 

Примечание: - скорость воздуха на выходе из бокового отверстия; - скорость воздуха в воздуховоде; и - площади сечений воздуховодов.

При помощи номограммы определить потери давления на трение в вентиляционной сети на участках 1, 2, 5. Для участка 1 на осях номограммы находим значения и или и ; на пересечении их значений найдем и . Аналогично находим удельные потери давления на трение и динамическое давление потока воздуха для всех остальных участков.

        Равномерное распределение приточного воздуха по длине вентилируемого помещения при помощи магистрального воздуховода постоянного сечения обеспечивается за счёт различных по площади его воздуховыпускных отверстий.

Вначале определяют площадь, последнего по ходу воздуха отверстия, у наиболее удаленного от вентилятора участка 5

, м²,

где – число отверстий, делают через каждые 1,5...2 м;

     – скорость воздуха на выходе из отверстий, 4...8 м/с.

,м²

Определяем диаметр , м,

,м

Выбираем  по рекомендуемый диаметр : 25, 32, 40, 50, 70 мм.

  : мм м.

Определяем  по рекомендованному диаметру рекомендованную  площадь выходного последнего отверстия 

, м²

 м²

Площадь -гo отверстия (подсчитать площади 2, 5 и 14 отверстия)

 

, м²

Коэффициент , находят по формуле

 

,

где  µ– коэффициент расхода;

      – номер отверстия;

      – площадь сечения воздуховода, м².

2 отверстие
5 отверстие
14 отверстие

 

Площадь сечения воздуховода подсчитывают по формуле

 

,

где – диаметр воздуховода, м.

 м²

 

Число отверстий  в воздуховоде должно удовлетворять  неравенству

Удобно  вести подбор вентиляторов по номограммам, представляющим собой сводные характеристики вентиляторов одной серии. В приложении 9 изображена номограмма для выбора центробежных вентиляторов серии  Ц 4–75. Из точки, соответствующей найденному значению подачи , проводят прямую линию до пересечения с линией скорости воздуха в выходном отверстии , и находим номер вентилятора (№5) и далее по вертикали до линии расчетного, полного давления вентилятора. Точка пересечения соответствует к.п.д. вентилятора .

Необходимую мощность на валу электродвигателя для  привода вентилятора подсчитывают по формуле

, кВт, 

где      – КПД   вентилятора,   принимаемый   по   его   характеристике;

          – КПД передачи (при непосредственной насадке колеса вентилятора на вал электродвигателя ).

,кВт

Установленная мощность электродвигателя

, кВт,

где – коэффициент запаса мощности.

кВт

 

 

10. РАСЧЕТ ХОЛОДИЛЬНИКА

 

Для уменьшения теплопритока в охлаждаемые камеры через наружные ограждения ограждение камер покрыты тепловой изоляцией. Толщину теплоизоляции (м) определяем отдельно для наружных и внутренних стен, бесчердачного покрытая, пола на грунте по уравнению

где коэффициенты теплопроводности изоляционных и строительных

                         материалов, Вт/м∙К;

      k – коэффициент теплопередачи изоляционной конструкции, Вт/м²∙К

      - коэффициент теплопередачи с наружной или более теплой стороны

           ограждения, Вт/м²∙К

       толщина отдельных слоев ограждения, м

      коэффициент теплопередачи с внутренней или более холодной стороны

           ограждения, Вт/м²∙К

наружные стены             

внутренние стены          

Бесчердачное покрытие

пол на грунте                

     После расчета толщины изоляционного слоя может оказаться, что расчетная величина не соответствует стандартной толщине. В таком случае принимаем толщину изоляционного слоя стандартной толщины (25 мм, 50 мм, 100 мм, 150 мм, 200 мм, 250 мм, 300 мм, 350 мм, 400 мм, 450мм, 500 мм, 550 мм, 600 мм, 650 мм, 700 мм, 750 мм, 800 мм, 850 мм) и определяем действительное значение коэффициента теплопередачи ограждения, которое будет в дальнейшем использовано в расчетах. Округление толщины изоляционного слоя производим в сторону увеличения с тем, чтобы действительное значение коэффициента теплопередачи было не больше требуемого по таблице. Если получаем отрицательное значение толщины, следовательно, изоляция не нужна.

=250=0,25м

=150мм=0,15м

=250мм=0,250м

т.к. <0 следовательно изоляция не нужна.

     Действительное значение  коэффициента теплопередачи определяем  по уравнению

,

где - принятая толщина изоляционного слоя, м