Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Kursach.docx
Скачиваний:
24
Добавлен:
01.04.2015
Размер:
148.19 Кб
Скачать

Содержание

Задание…………………………………………………………………….2

Введение…………………………………………………………………..4

1.Определение требуемых параметров ЭКУ……………………………5

    1. Полезный тепловой поток отопительной установки………………5

    2. Расчетная мощность электрокалориферов помещений……………9

    3. Расчетная мощность одного калорифера…………………………...9

    4. Определение требуемой объемной подачи вентилятора ЭКУ…….9

  1. Выбор стандартной ЭКУ……………………………………………10

2.1 Выбор ЭКУ…………………………………………………………10

2.2 Проверка ЭКУ по расходу воздуха..……………………..……….10

2.3 Проверка ЭКУ по температуре воздуха…..…………………...…10

2.4 Проверка ЭКУ по температуре поверхности

оребрения ТЭНов……………………………………………………….10

  1. Разработка нестандартной ЭКУ…………………………………….12

3.1 Выбор вентилятора………………………………………………...12

3.2 Тепловой расчет нагревательных элементов…………………….13

3.3 Расчет конструктивных параметров нагревательного

Устройства………………………………………………………………14

  1. Разработка принципиальной электрической схемы управления ЭКУ…………………………………………………………………...17

5,6. Выбор силовых проводов, аппаратуры управления и защиты…………………………………………………………………...18

7. Эксплуатация и техническое обслуживание ЭКУ…………………19

8. Техника безопасности ……………………………………………….19

9. Литература……………………………………………………………20

Введение

Общий подъем сельскохозяйственного производства неразрывно связан с развитием его теплофикации. Около 20% всей тепловой энергии, потребляемой народным хозяйством страны, расходуется на нужды сельского хозяйства. Во всех возрастающих количествах потребляется она на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение производственных, жилых и общественных зданий, создание искусственного микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях, сооружениях защищенного грунта, производство кормов для животных и птицы, сушку сельскохозяйственных продуктов, получение искусственного холода и на многие другие цели. Поэтому непрерывное совершенствование теплотехнического оборудования систем теплоснабжения и теплоиспользования оказывает большое влияние на дальнейшее развитие всех отраслей сельского хозяйства, перевод его промышленную основу. Основные производственные потребители теплоты в сельском хозяйстве – это животноводство и защищенный грунт.

Создание и поддержание оптимального микроклимата в животноводческих помещениях, комплексов и ферм, на птицефабриках – один из определяющих факторов в обеспечении здоровья животных, птиц, их воспроизводительной способности и получения от них максимума продукции при высокой рентабельности производства. Это имеет также важное значение для продления срока службы конструкций зданий, улучшение эксплуатации технологического оборудования и условий труда обслуживающего персонала.

  1. Определение требуемых параметров ЭТУ

Основными параметрами электрокалориферной установки, которые необходимо знать для её выбора или проектирования, являются расчетная мощность электрокалорифера Р, Вт, и объемная подача вентилятора установки Qvt, м3/с.

Расчеты по определению этих параметров рекомендуется выполнять в следующем порядке.

    1. Полезный тепловой поток, Вт, отопительных установок определяется из уравнения теплового баланса помещения:

Фп = Фо + Фв + Фисп – Фж , (1)

где Фо – тепловой поток через наружные ограждения помещения, Вт;

Фв – тепловой поток, теряемый с вентиляционным воздухом, Вт;

Фисп – тепловой поток, расходуемый на испарение влаги с мокрых поверхностей животноводческого помещения, Вт;

Фж – тепловой поток, выделяемый животными, Вт.

Тепловой поток Фо в настоящей курсовой работе определяется приближенно по выражению [2]:

, (2)

где qот – удельная отопительная характеристика помещения, Вт/м3*оС;

Vо – удельный объем помещения, м3/гол;

N – количество животных, гол;

Тв – температура внутреннего воздуха помещения, оС, требуемая по нормам технологического проектирования или по зоотребованиям;

Тн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, оС;

а – поправочный коэффициент, учитывающий влияние разности температур на значение qот;

(3)

Значения величин qот, Vo, N и Тн даны в исходных данных.

Значение Тв можно принимать в зависимости от вида и возраста животных согласно [2, 3]. Т.к в данном помещении содержатся телята, то Тв принимаем равным 15 оС. Рассчитываем а по формуле (3):

Из формулы (2) следует:

Вт

Определение теплоты, расходуемой на нагрев приточного воздуха.

, (4)

где Qv – объемный расход вентиляционного воздуха, м3/с;

рв – плотность воздуха при температуре Тв, кг/м3;

ср – удельная изобарная теплоемкость воздуха, равная 1000 Дж/кг*оС.

Значение Qv находят из расчета воздухообмена в помещении. Этот расчет проводят согласно [2, 3] по условиям удаления избытков влаги и углекислого газа, принимая затем для подстановки в формулу (4) наибольшее из двух полученных значений Qv.

Объем приточного воздуха, необходимого для понижения концентрации углекислоты, вычисляют по формуле:

,(5)

где с – количество СО2, выделяемое одним животным, л/с; N – число животных в помещении; с1 – предельно допустимая концентрация СО2 в воздухе помещения л/м3; с2 – концентрация СО2 в наружном воздухе в сельской местности (с2 = 0,3…0,4 л/м3).

Из [3] определяем: с = 23 л/ч=0,006 л/с; с1 = 2,5 л/м3

Отсюда по формуле (5):

Объем приточного воздуха, необходимого для растворения водяных паров, вычисляют по формуле:

, (6)

где W – масса влаги, выделяющейся в помещении, г/с; dв и dн - влагосодержание внутреннего и наружного приточного воздуха, г/кг сух. воздуха; ρ – плотность воздуха при температуре помещения, кг/м3.

Значения dв и dн определяют при помощи Нd-диаграммы для влажного воздуха по соответствующим значениям температур и относительной влажности внутреннего и наружного воздуха: dн = 0,7г/кг; dв = 6,2г/кг

Суммарные влаговыделения в помещении для животных подсчитывают по формуле:

W = Wж + Wисп (7)

Влагу, выделяемую животными, определяют по формуле:

Wж = NW0kt, (8)

где W0 – выделение водяных паров одним животным, кг/с; kt – коэффициент, учитывающий изменение количества выделяемых животным водяных паров в зависимости от температуры воздуха внутри помещения.

Из [3] определяем: W0 = 74 г/ч=2×10-5 кг/с ; kt = 1,24

Отсюда:

Влага, испаряющаяся с мокрых поверхностей помещения (пол, поилки, кормушки и др.),

Wисп = ξWж, (9)

где ξ – коэффициент, равный 0,1…0,25 для коровников и телятников.

Из формулы (7) следует:

Плотность воздуха при температуре помещения определяется по формуле:

(10)

где р – расчетное барометрическое давление в данном районе, кПа; 99,3 – расчетное барометрическое давление для Центрального района России, кПа. Для Челябинска р = 99,3 кПа.

Таким образом, из формулы (6):

Следовательно, для подстановки в формулу (4) принимаем значение Qw, т.к. оно больше чем QCO2.

Определение расхода теплоты на испарение влаги.

, (11)

где 2,49×103 – скрытая теплота испарения воды, кДж/кг.

Определение свободной теплоты, выделяемой животными.

, (12)

где q – поток свободной теплоты, выделяемой одним животным; kt – коэффициент, учитывающий изменение количества выделенной животным теплоты в зависимости от температуры воздуха внутри помещения.

Из [3] определяем: q=131 Вт; kt=0,85

Следовательно полезный тепловой поток будет равен:

    1. Расчетная мощность электрокалориферов в помещении

, (13)

где кз – коэффициент запаса, учитывающий возможное снижение питающего напряжения и старение нагревателей; кз=1,05…1,1; ηэку – тепловой КПД, учитывающий потери от корпуса электрокалориферов и воздуховодов; ηэку=0,95…1,0; β – доля расчетной мощности, которая должна быть обеспечена от ЭКУ, %.

    1. Расчетная мощность одного электрокалорифера,

,(14)

где n – число ЭКУ в помещении. Следует выбирать ЭКУ возможно большей единичной мощности, с тем чтобы число n было минимальным, но не менее двух (по условиям надежности). Выбираем n=2. Тогда:

    1. Определение требуемой объемной подачи вентилятора ЭКУ

При определении требуемой объемной подачи вентилятора электрокалориферной установки QVT необходимо учитывать, что в животноводческом помещении обычно имеется просачивание (инфильтрация) воздуха через неплотности наружных ограждений (притворы окон, дверей, ворот). Общее количество инфильтрующегося воздуха можно ориентировочно принять равным 20% от Qv. Тогда объемный расход воздуха, который должен обеспечиваться приточными вентиляторами, можно оценить как:

Qv – 0,2×Qv=0,8×Qv

С учетом этого требуемая объемная подача вентилятора одной электрокалориферной установки равна:

(15)

  1. Выбор стандартной ЭТУ

    1. По рассчитанному значению Р выбираем электрокалориферную установку типа СФОЦ-25, у которого QVН=2500 м3/ч=0,69 м3/с [5, 6].

    2. После выбора ЭКУ по мощности электрокалорифера следует проверить, способна ли эта установка обеспечить также и требуемый объемный расход воздуха QVT. Эту проверку выполняем по номинальной подаче воздуха QVН.

QVН=0,69≥QVT=0,36

Таким образом ЭКУ способна обеспечить требуемый воздухообмен в помещении. Выход на требуемый режим осуществляется дросселированием ( с помощью заслонки).

    1. Выбранную электрокалориферную установку проверим по температуре выходящего воздуха.

Фактическая температура воздуха, выходящего из калорифера, определяется по формуле:

, (16)

где Рн – номинальная мощность электрокалорифера, Вт; Qvф – фактический объемный расход воздуха через электрокалорифер, м3/с. Так как в данной работе Qvф≥Qvт, то следует принять Qvф=Qvт=0,36 м3/с.

Предельно допустимая температура воздуха на выходе из установок типа СФОЦ составляет 50°С.

Таким образом, соблюдается условие: Твых≤50°С.

    1. Проверка ЭКУ по температуре поверхности оребрения ТЭНов

Выбранную электрокалориферную установку также необходимо проверить по температуре поверхности оребрения ТЭНов Тпов. Значение Тпов определяют для ТЭНа из последнего ( по ходу движения воздуха) ряда нагревателей, т. к. в этом ряду ТЭНы омываются наиболее нагретым воздухом и, следовательно, имеют наибольшую температуру поверхности.

Фактическая температура поверхности оребрения ТЭНа, находящегося в последнем ряду, определяется по формуле:

, (17)

где Р1 – мощность одного ТЭНа, Вт (для электрокалориферов типа СФО-25 Р1=2500 Вт); Rт – термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности ТЭНа к омывающему его воздуху, °С/Вт;

, (18)

где Ар – площадь поверхности оребрения ТЭНа, м2 (табл. 4) [3]; α – коэффициент теплоотдачи от поверхности ТЭНа к воздуху, Вт/(м2*°С). Для оребренных ТЭНов при их шахматном расположении и поперечном обдувании воздухом:

, (19)

где λв – теплопроводность воздуха, Вт/(м*°С); Рч – число Прандтля; V – скорость потока воздуха в электрокалорифере, м/с; ν – коэффициент кинематической вязкости воздуха, м2/с.

Геометрические параметры оребрения ТЭНа sp, dтр, hp принимаются согласно табл. 4 [3].

sp=3,5×10-3 м; dтр=15×10-3 м; hp=14×10-3 м.

Теплофизические параметры воздуха λв, Рч и ν следует принимать для температуры Твых воздуха, выходящего из электрокалорифера (табл. 5) [3].

λв=2,23×10-2 Вт/м×°С; Рч=0,719; ν=11,6×10-6 м2/с.

Скорость потока воздуха в электрокалорифере определяется по формуле:

, (20)

где Аж – площадь живого сечения электрокалорифера, м2.

Если пренебречь оребрением, то

, (21)

где l – высота окна электрокалорифера, м (табл.6) [3]; n1 – число ТЭНов в одном вертикальном ряду (одной секции):

, (22)

где n2 – число секций (вертикальных рядов ТЭНов) в электрокалорифере. Значения n2 приведены в [5]. Параметры La и dтр приведены в табл.4 [3].

n2=3; La=480×10-3 м; dтр=15×10-3 м

ТповТпов.пред

125,2 0С < 1800С

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]