Расчет теплоснабжения объектов пищевой промышленности

,

                             

    Холодильное оборудование подбираем на основании теплового расчета, учитывающего все виды теплопритоков, которые могут повлиять на изменение температурного режима в камерах.

   Теплоприток (Вт) от солнечной  радиации для двух стен и  потолка (бесчердачного покрытия) определяем отдельно для всех  видов ограждений по уравнению

,

 где F – площадь поверхности ограждения, облучаемой солнцем (стена №1, 2 и потолока), м²

      t_c – избыточная разность температур, характеризующая действие солнечной радиации в летнее время (для стены №1  t_c=5°С; для стены №2

               t_c =10°С; для потолка t_c =17,7°С), °С.

,

,

.

 

     Теплопритоки, Вт, через наружные(1,2) и внутренние (3,4) стены, бесчердачное покрытие  определяем отдельно для всех  видов ограждений по уравнению

,

где t_л – расчетная летняя температура наружного воздуха, °С

      t_х – внутренняя температура холодильника, °С

     Теплоприток,  Вт, через пол, расположенный на  грунте

,

 

 

   Определяем общий  теплоприток от солнечной радиации  и через ограждения для всего  холодильника

,

   Теплопритоки от  грузов при холодильной обработке,  Вт, определяем по уравнению

,

где m_n – масса продуктов, поступающих на охлаждение, кг/сут;

       С_n - теплоемкость продуктов, кДж/кг∙К;

        m_m – суточное поступление тары, кг/сут;

       С_m – теплоемкость тары, кДж/кг∙К;

       t₁ – температура поступающего продукта, °С.

    Теплопритоки  при вентиляции помещений, Вт, находим по уравнению

,

где кратность воздухообмена, =1;

       V_x – объем вентилируемого помещения, м³;

       - плотность воздуха в охлажденном помещении, кг/м³.

,

.

где Р - расчётно-барометрическое давление, Па;

       h_л,h_x – энтальпия воздуха наружного и в помещении, кДж/кг.

 

 

 

 Теплоприток от освещения 

 

,

где А – количество тепла, выделяемого освещением в единицу времени на 1 м² площади пола, принимаем А = 4,5 Вт/м²;

       F – площадь пола, м².

       Теплоприток  от пребывания людей

,

где 350 – тепловыделение одного человека при тяжелой физической работе, Вт;

       n – число людей, работающих в данном помещении.

      Теплоприток  при открывании дверей

,

где В – удельный приток тепла от открывания дверей, принимаем В=8 Вт/м²;

      F – площадь двери, принимаем равной 10 м².

Эксплуатационные  теплопотери определяем как сумму  теплопритоков отдельных видов

.

Расход  холода определяется как сумма всех теплопритоков

.

.

Установленная мощность холодильной  установки, Вт,

где К_т – коэффициент, учитывающий теплопритоки в трубопроводах, принимаем К_т=1,05;

      b_р - коэффициент рабочего времени, принимаем b_р =0,75.

=29,3=31кВт.

По значению установленной  мощности холодильной установки, выбираем холодильную машину для данной установки.

Марка холодильной машины: ХМ-АВ 22/1.

 

11. РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННИКА

В данном разделе необходимо произвести тепловой расчет и определить основные размеры вертикального четырех ходового пароводяного трубчатого теплообменника, предназначенного для нагрева воды. Вода движется внутри латунных трубок. Греющим теплоносителем служит насыщенный водяной пар , который конденсируется на внешней поверхности трубок.

Количество  передаваемого тепла, кВт, найдем по уравнению

где т₁ – расход воды, кг/с;

      С_в – теплоемкость воды, С_в=4,19 кДж/(кг∙К);

       t_ж^”, t_ж^’ – начальная и конечная температуры воды, °С.

 

Определим расход пара, кг/с,

,

где h^”,h^’ – соответственно энтальпия сухого насыщенного пара и кипящей жидкости,

                  кДж/(кг∙К).

для расчета  коэффициента теплоотдачи к внешней  поверхности трубки при конденсации  пара необходимо знать температуру  внешней поверхности стенки и  высоту трубки. Так как значения этих  величин неизвестны, то расчет  проводим методом последовательных приближений.

Средняя арифметическая температура  воды

.

°С

Определяем средний логарифмический температурный напор по уравнению

,

где t_н – температура насыщения по максимальному заданному давлению.

°С

В первом приближении  температура внешней поверхности  стенки определяем по уравнению

.

°С

Перепад температур по толщине стенки оцениваем величиной  порядка 1°С, тогда

°С

Кроме того, задаемся высотой трубок Н=1,5-2,5 м.

Приведенную длину трубки находим по уравнению

,

Где А – комплекс, зависящий только от рода жидкости и температуры насыщения,

             1/м∙°С.

При пленочной конденсации сухого насыщенного  пара для ламинарного режима течения (Z<2300) пленки конденсата на вертикальных поверхностях и трубах число Рейнольдса определяем по уравнению

.

При пленочной  конденсации сухого насыщенного пара для смешанного режима течения (2300<Z<10000) пленки конденсата на вертикальных поверхностях и трубах число Рейнольдса определяем по уравнению

,

где Pr_ж1 – число подобия Прандтля для воды;

       Pr_c1 - число подобия Прандтля для стенки.

 Коэффициент  теплоотдачи пара, Вт/м²∙°С, определим как

,

где В – комплекс, зависящий только от рода жидкости и температуры насыщения,

             м/Вт.

Определяем  число подобия Рейнольдса

,

где - скорость воды, м/с;

       d₁ – внутренний диаметр трубок, d₁=0,012 м;

       - кинематическая вязкость воды при средней арифметической температуре,

               м²/с.

Так как режим  течения воды турбулентный, число  Нуссельта определяем по уравнению

Коэффициент теплоотдачи к воде, Вт/ м²∙°С, определяем по уравнению

,

где - коэффициент теплопроводности воды, Вт/м²∙°С.

Коэффициент теплопередачи, Вт/ м²∙°С,

где - толщина стенок, =0,001 м;

        - коэффициент теплопроводности стенки, =104,5 Вт/м²∙°С.

, Вт/ м²∙°С.

Средняя плотность теплового потока, кВт/м²,

,

Поверхность нагрева, м², в первом приближении определяем по уравнению

,

Число трубок в одном ходе

где - плотность воды, кг/ м³.

Общее число  трубок

,

где 4 – число ходов.

Средний диаметр, м,

,

где d₂ – наружный диаметр трубок, d₂= 0,014 м.

Высота трубок в первом приближении

,

Температура стенок трубок

 где q – средняя плотность теплового потока, Вт/м².

°С

 

°С

Если полученные значения высоты трубок и температур стенок не совпадают  с принятыми, произвести повторный  расчет, принимая значения полученных величин. Совпадение полученных значений с ранее принятыми величинами должны в пределах точности 1 %.Окончательно принимаем F=9.13 и H=7.13

 

 

 

 

 

                                                         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Спецификация.

Условные  обозначения к схеме теплоснабжения от собственной котельной

Условное обозначение	Пояснение
1	паровые котлы
2	экономайзеры
3	общий паровой котел
4	расходомеры
5	редукционное устройство
6	рекуперативные технологические  аппараты
7	смесительные технологические аппараты
8	конденсатороотводчики
9	утилизационная установка
10	бак сбора конденсата
11	деаэратор
12	натрий- катионовый фильтр
13	натрий- катионовый фильтр
14	питательные насосы
15	водоподогреватель системы горячего водоснабжения
16	бак аккумулятор горячей воды
17	насос
18	подогреватель системы водяного отопления
19	отопительные приборы
20	циркуляционный насос системы  отопления
21	расходомеры горячей воды
	пар
	горячая вода на отопление
	холодная вода
	подогретая вода
	пар с водой
	обратная вода на отопление
а	пар
б	пар на отопление
в	горячая вода
г	обратная вода на отопление
д	прямая вода на отопление
е	холодная вода
ж	пар на технологические нужды

 

К годовому графику тепловой нагрузки:

1 – расход теплоты на отопление;

2 – расход теплоты на вентиляцию;

3 – расход теплоты на горячее  водоснабжение;

4 – суммарный график расхода  теплоты;

5 – график тепловой нагрузки  за отопительный период;

6 – нагрузка летнего периода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Антипов, С.Т. Машины и аппараты пищевых производств/ С.Т. Антипов – М.:

    Высшая школа, 2001. – 1380 с.

2. Драганов, В.Х. Теплотехника и  применение теплоты в сельском  хозяйстве/ Б.Х. 

    Драганов. – М.: Агропромиздат, 1990. – 463 с.

3. Захаров, А.А. Практикум по  применению теплоты и теплоснабжению  сельского 

    хозяйства / А.А. Захаров.  – М.: Агропромиздат, 1995. – 315 с.

4. Краснощеков, Б.А. Задачник  по теплопередаче / Б.А. Краснощеков  – М.: Энергия, 

    1969. – 264 с.

5. Луканин, В.Н. Теплотехника / В.Н.  Луканин. – М.: Высшая школа, 2002. – 671 с.