Расчет животноводческого помещения

 

Исходные  данные.

 

Вид животных: Телята;

Количество: 100 штук;

 

Размер помещения: 12м x 50м x 3м;

 

Материал стен: шлакоблок;

 

Толщина стен: 640 мм;

 

Кровля: Совмещенная;

 

Наружная температура: -28°С;

 

Теплоноситель: пар;

 

Параметры теплоносителя: 1,7 бар.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Расчет необходимого воздухообмена  и мощности отопительных приборов.

 

1.1. Расчет необходимого воздухообмена.

 

   Необходимый воздухообмен  рассчитывается на основании  баланса каждой вредности, поступающей  в помещение и удаляющейся из помещения.

Ниже приводится методика расчета воздухообмена по влаге  и углекислому газу.

 

         а) Воздухообмен по нормативной концентрации влаги внутри помещения рассчитывается по выражению:

,

 где и влагосодержание внутреннего и наружного воздуха, с.в.  
     при наружных температурах принимаем равной 0,4 г/кг с.в.

       определяется при помощи i-d диаграммы по принятой нормативной температуре воздуха в помещении и допустимой влажности. Принимаем равное 5.

       плотность воздуха при внутренней температуре,

       количество влаги, выделяемой животными,  

                                                  ,

    количество влаги, испаряющейся с поверхности ограждений, пола,                               поилок и т.д.

                                                 ,

        количество влаги, выделяемой одним животным

, ,

 

      

 

 

 

 

 

   б) Воздухообмен по допустимой концентрации углекислого газа внутри помещения определяется из выражения:

 

 

 

,

 

где С – количество углекислоты, выделяемое одним животным, ;

 допустимая концентрация  в воздухе помещения, ;    концентрация в свежем приточном воздухе.

 

 

 

           в) Воздухообмен по нормам расхода свежего воздуха на 100 кг животной массы находится по уравнению:

 где g - масса одного животного, кг; m -количество животных;

 нормативный воздухообмен на 100 кг живой массы животных, м³/с 100кг.

.

Таким образом, из определенных трех воздухообменов для дальнейших расчетов отопительно – вентиляционной системы выбираем наибольший воздухообмен - .

1.2. Определение требуемой  мощности отопительных приборов.

   Необходимая мощность отопительных приборов определяется из уравнения теплового баланса помещения. Для написания этого уравнения необходимо выявить все потери теплоты в животноводческом помещении, а также все тепловыделения. Находим коэффициенты теплопередачи и тепловые потери через отдельные виды ограждений, затем остальные составляющие уравнения теплового баланса и определим необходимую мощность отопительных приборов. При расчете потерь теплоты имеем в виду, что размеры помещения в здании относятся только к стойловой части. Размеры тамбуров и других помещений определяем по типовым проектам. При расчете теплового бвлвнса строго придерживаемся требованиям строительных норм и правил технологического проектирования животноводческих построек.

   Мощность  отопительных приборов определяется  из уравнения теплового баланса животноводческого помещения:

 

 

 

 

 

 

где Q_on -мощность отопительных приборов; Q₀ -теплота, теряемая через ограждающие конструкции помещения; Q_B –теплота, теряемая с удаляемым из помещения воздухом; Q_и -теплота, затраченная на испарение влага; Q_ж -теплота, выделяемая животными.

 

где сопротивление теплопередачи каждой зоны не утепленных полов,

 

1зона:                       

2зона:                  

3зона:                        

4зона:                            

 

       

       

       

        

 

           

 

  Находим потери  тепла через стены:

 

  

 

Коэффициент теплоотдачи находится из выражения: 

             

 

где коэффициент теплопередачи,

      коэффициент теплопроводности

      толщина покрытия.

 

                       

               ;  

где коэффициент теплопередачи,

       

  

 

Потери на потолке:

  

, так как кровля совмещенная.

удельный тепловой поток через  потолочное перекрытие.

температура внутренней поверхности перекрытия,

точка росы для параметров воздуха  внутри помещения,

образование конденсата на потолочном перекрытии не будет.

Теплота, теряемая через  ограждающие конструкции помещения:

 

         

      

Теплота, теряемая с удаляемым из помещения воздухом:

;

                 

где объемная теплоемкость воздуха,

     

     

Теплота, затраченная  на испарение влаги:

где скрытая теплота испарения 1кг воды.

 

Теплота, выделяемая животными:

;

 

где количество теплоты, выделяемой одним животным,

Мощность отопительных приборов:

.

2. Выбор и расчет системы вентиляции.

   При выборе системы вентиляции следует иметь в виду, что она должна обеспечивать равномерность распределения параметров микроклимата в рабочей зоне за счет организации правильной циркуляции воздуха внутри помещения. Система вентиляции не должна мешать технологическому процессу, связанному с содержанием животных. Система при капитальных наименьших затратах должна быть проста в монтаже и удобна в эксплуатации.

   В животноводческих  помещениях не рекомендуется применять вентиляторы больше номера №8, поэтому имеем в виду, что один вентилятор не должен подавать воздуха более 3…3,5 м²/с.при выборе количества вентиляционных камер учитываем это условие.

 

2.1.Расчет системы вентиляции  равномерной раздачи.

 

  Определение диаметра воздуховодов:

 

 

где количество воздуха, протекающего через рассчитываемый участок                     воздуховода, м³/с;

скорость воздуха на рассчитываемом участке.

для раздающей части.

.

По ГОСТу выбираем .

                                     

для транспортирующего воздуховода.

 

 

По ГОСТу выбираем

 

                                     

 

Уточнение скорости воздуховода для раздающей части:

                               

 

Уточнение скорости воздуховода для транспортирующего воздуха:

                                  

 

2.2. Расчет  раздающей части воздуховода.

 

Площадь раздающего отверстия, :

                                       ;    

где количество воздуха, проходящего через рассматриваемый раздающий участок,

max. скорость истечения воздуха из раздающих отверстий, ;    

– число отверстий на рассматриваемом  участке;

 

                                           

 

                                   

       

                                

                  ;               

 

 

 коэффициент расхода.

 

 

 площадь сечения раздающего  воздуховода, вычисляется по диаметру воздуховода,

  Площадь последующих  отверстий, 

 

 

                                                  

 

                                   

 

                                              

 

 

 

ni	F(ni)	D(ni)
1	0,005595	0,084
2	0,005602	0,084
3	0,005622	0,085
4	0,005655	0,085
5	0,005702	0,085
6	0,005765	0,086
7	0,005844	0,086
8	0,005943	0,087
9	0,006062	0,088
10	0,006207	0,089
11	0,006382	0,09
12	0,006594	0,092
13	0,006853	0,093
14	0,007171	0,093

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Расчет  отопительных приборов.

3.1. Расчет и выбор парового калорифера.

 

   Количество отопительных приборов выбирается из конструктивных соображений и принятой схемы отопительно-вентиляционной системы животноводческого помещения.

Температура воздуха, подаваемого в помещение:

                                    

 

Расход воздуха через  калорифер:

                         

где температура воздуха после калорифера, ;  

      определенная из теплового баланса мощность отопительных

       приборов,

 

              

 

Живое сечение калорифера для прохода воздуха:

 

где плотность воздуха,         

      расчетная массовая скорость воздуха, ;

      для оребренных.

 

                           

 

Выбираем калорифер по живому сечению: КП36-СК-01АУЗ.

 

          

Утончение действительной мощности калорифера:

 

                                        

Проверка действительной мощности калорифера:

                     

 

 

 

где коэффициент теплопередачи калорифера;

       поверхность нагрева калорифера ,    

       температура насыщения при заданном давлении;

       средняя температура  воздуха в калорифере.

                                

 

                  

 

                            на 48%

 

4. Определяем гидравлическое сопротивление  вентиляционной системы и выбор  вентилятора.

Тип и номер вентилятора  выбирается по количеству воздуха, подаваемого  вентилятором, , и гидравлическому сопротивлению движения воздуха по вентиляционной системе (напором) Н_т.

                                

 

где удельные потери давления на прямом участке (на 1 м длины),

    

     длина участка, включая и фасонные части;

     скорость движения воздуха на рассматриваемом участке, ;