ПЗ КП ТОПМ п
.7.doc7. ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
7.1. Описание плана цеха
В соответствии с условиями производства здания цеха переработки молока подразделяют на помещения: основные производственные, вспомогательные помещения, общетехническое хозяйство, санитарно – техническое отделение, отделения для содержания скота.
К основным производственным отделениям относят: моечное 21,2 м2; производственное – 100 м2; холодильная камера – 17,5 м2; приемное – 68 м2; компрессорная – 24м2.
Все основные отделения сблокированы. Одно здание разделено на самостоятельные помещения. Они располагаются так, чтобы обеспечить максимальную производительность производства, удобную связь производственных помещений со вспомогательными.
К вспомогательным отделениям относят слесарную – 7,3м3, склады общей площадью 26,79 м2, лаборантскую – 15 м2, склад химических материалов -21 м2, кабинет начальника цеха -12 м2.
7.2. Расчет вентиляции, отопления, освещения
Определим воздухообмен Wт (м3/ч) для удаления избыточного тепла:
(1)
где Qизб - суммарное количество избыточной теплоты, выделяемой в помещении источниками теплоты, Вт;
с – теплоемкость сухого воздуха, Дж/(кг·К);
p – плотность приточного воздуха, кг/м3;
tв.в. – температура в помещении, 0С;
tв.н. – расчетная температура наружного воздуха, 0С.
Qизб=32186 кДж =8947,7 Вт находим из инструкции по нормированию тепловой энергии:
Определим скорость воздушного потока в арационном канале:
(2)
где ψ1 – коэффициент, учитывающий сопротивление воздуха в канале;
НТ – перепад давлений, Па;
pв.н. – плотность наружного воздуха, кг/м3.
Найдем суммарную площадь вытяжных каналов:
(3)
где W – необходимый воздухообмен, м3/ч.
Определим число вытяжных устройств:
(4)
где fс –площадь сечения вытяжных устройств, fс=0,16
Принимаем 3 вытяжных устройства.
Найдем площадь сечения аэрационных отверстий Sс при ветровом напоре:
(5)
где τ – коэффициент расхода, зависящий от условия истечения, τ=0,35;
υв – скорость ветра, м/с.
Диаметр патрубка найдем по формуле:
(6)
где Wд – производительность дефлектора, м3/ч;
υд – скорость воздуха в патрубке, м/с.
(7)
υд=0,25·3=0,75м/с, (8)
Для расчета механической вентиляции определим производительность вентилятора:
Wв=kз·Wв,, (9)
где k – коэффициент запаса мощности, k=(1,2…2,0);
Wв – воздухообмен, м3/ч;
Wв – 1,3 · 1579=2052,7 м/с
Рассчитаем потери напора по прямым участкам:
(10)
где φТ – коэффициент, учитывающий сопротивление труб (для железных φТ=0,02);
υср – средняя скорость воздуха на рассчитываемом участке воздушной сети, для прилегающих к вентилятору участков принимают 8…12 м/с, а на удаленных – 1…4 м/с;
lТ – длина участка трубы, м;
dТ – принятый диаметр трубы, м.
Местные потери напора в колене, жалюзи:
Нм=0,5φмυ2прpв, (11)
где φм – коэффициент местных потерь напора: колено α=900, φм=1,1; жалюзи – вход φм=0,5; жалюзи – выход φм=3,0.
Нм=0,5·4,6·102·1,2=276 Па
Суммарные потери напора на участке:
Нуч=Нп.п+Нм=12+276=288 Па (12)
Зная величину потерь по длине воздухопровода выберем вентилятор: номер №, КПД-ηв, безразмерное число А.
ηв=0,56; А=2500; №=4
Число оборотов вентилятора nв определяют по формуле:
, (13)
Принимем 750 мин-1.
Расчет мощности Рдв, кВт, электродвигателя для привода вентилятора выполняют по формуле:
, (14)
где Нв – напор вентилятора, Па;
Wв- производительность вентилятора, м3/ч;
ηв – КПД вентилятора;
ηп – коэффициент полезного действия передачи, ηп=0,90…0,95. Принимаем ηп=0,95.
я
Принимаем 2,2 КВт, выбираем электродвигатель марки 4А112МА8:
Рм=2,2 кВт; n0=750об/мин-1; nн=700 об/мин; Iн=6,2А; η=74%.
Потребность воды в сутки находят:
(15)
где αс – коэффициент суточный неравномерности водопотребления (αс=1,1…1,8);
qi – суточная норма потребления воды одним потребителем, м3;
ni – число потребителей, имеющих одинаковую суточную норму водопотребления.
Qсут.мах=1,2·30·1=36 м3
Находим часовой и среднесуточный расход воды:
(16)
(17)
где αч – коэффициент часовой неравномерности (αч=2,5);
Расчетный расход воды (м3/ч) на участках водопровода определяют, считая с самого отдаленного потребителя по формуле:
(18)
где Qпож- пожарный расход воды на участке ,(м3/ч), (Qпож=10 л/с);
Qп- путевой расход воды на участке, (м3/ч);
Qр=7, 4+10+0, 5·2, 7=19,75 л/с
Диаметр труб на каждом участке:
(19)
где υ – скорость воды в трубопроводе, м/с (рекомендуется принимать υ=0,75…1,9 м/с).
dр=0,15 м.
Потери напора по длине трубопровода находим по формуле Дареи-Вейсбаха:
(20)
где λ – коэффициент трения по длине труб можно принять разным 10% от потерь по длине трубопровода (λ=0,02…0,03);
l – длина трубопровода, м;
d - диаметр трубопровода, м.
Местные потери напора для длинных труб можно принять равным 10% от потерь по длине, затем вычисляют суммарные потери напора по отдельным участкам ().
Напор насоса или высоту напорной башни определяют из условия обеспечения необходимого напора в наиболее удаленной точке по формуле:
H=Σh+Zmax – Z0 + hc,, (21)
где Zmax- максимальная геометрическая высота точки на магистральной линии, м;
Zо-геометрическая высота расположения насосной станции или водонапорной башни, м;
hс – свободный напор (hс=10 м), м.
Н =0,102+0,50+16+10=26,602 м
Объем водонапорной башни можно определить по следующей формуле :
Vб = Vр + Vп,
где Vр – регулируемая вместимость башни, (Vр= 0,05…1), м;
Vб – при автоматической работе насоса;
Vп – объем воды для пожаротушения, м3.
Vп=(Qс.мах+Qпож)=0,6· (1,4+10)=10,4м3
Подачу насоса определяют по уравнению:
(24)
Т- принятое время насосов в сутки, ч;
α- коэффициент, учитывающий собственные потери (α=1,05…1,1).
По часовой подаче и напору выбирают насос.
Мощность электродвигателя для привода насоса вычисляют по формуле:
(25)
где k – коэффициент запаса (k=1,1…1,3);
p – плотность воды, кг/м3;
ηм – КПД насоса (ηм=0,6…0,9);
ηп – КПД передачи (ηп=0,9…0,98).
Расчет отопления. Количество тепла, необходимое для отопления помещения определяют по формуле:
Qот =Qв+Qпр+Qсл+Q, (26)
где Qв – количество теплоты, уносимое потоком воздуха при вентиляции, кДж/ч;
Qпр – количество теплоты, теряемое через стены, окна, потолки, кДж/ч;
Qсл – количество теплоты, уносимое через открываемые двери (Qсл=0,10…0,15)·(Qв + Qокр), кДж/ч;
Q – количество теплоты, выделяемое технологическими источниками теплоты, кДж/ч.
Значение Qв находят:
Qв=Vp·C·(tв-tн), (27)
где V – расчетный воздухообмен, м3/ч;
p – плотность воздуха при tн, кг/м3;
tв, tн – соответственно температура воздуха внутри и снаружи помещения, 0С;
С – теплоемкость воздуха, С=1,3 кДж/кг0С.
Qв=141· 2,209 · 1,3 · (18-10) = 3239,3 кДж/ч..
Тепловые потери определяют:
Qпр=Σk·F·(tв – tн), (28)
где k – коэффициент теплоотдачи, кВт/м2·0С;
F- поверхность отражения, м2.
Коэффициент теплопередачи рассчитывают по формуле:
(29)
где αв – коэффициент теплопередачи от окружающей среды к внутренней поверхности ограждения (для стен и потолков αв=2,1·10-6 кВт/м2·ч);
δ – толщина теплопередачи от наружной поверхности к окружающей среде (для стен и потолков αн=8,8·10-6 кВт/м2·ч);
λ – коэффициент теплопроводимости материалов ограждения кВт/м2·ч.
Тогда:
Qпр=1,1·106 · 0,12 · (18-10)=1056,0 кДж/ч.
Количество теплоты выделяемое технологическими источниками теплоты определим:
Q=F· k · Δt ·τ, (30)
F – площадь теплообмена, м2;
k – коэффициент теплопередачи, Вт/м2· С;
τ – продолжительность процесса передачи тепла, 0С.
Q=8·12· 11·10 =10560 кДж/ч.
Расчет искусственного освещения. Электрическое освещение помещения рекомендуется рассчитывать по следующему плану:
- выбрать источник света и тип светильника в зависимости от характера помещения и предлагаемой мощности ламп;
- разместить светильники и рассчитать мощность одной лампы;
- установить, согласуются ли результаты освещения с соответствующими нормами.
Для составления проекта внутреннего электрического освещения требуются следующие исходные данные:
- планы и разрезы помещения с указанием расстановки в них технологического оборудования;
- характеристика производственного оборудования и производственных помещений.
Для искусственного освещения принимают в настоящее время люминесцентные лампы. Светильная установка с такими лампами создает более высокий уровень освещенности, благодаря спектральному составу излучения.
Освещение будем рассчитывать методом коэффициента использования светового потока: обоснование системы освещения и тип ламп.
Выбираем люминесцентную лампу АБ-40-4.
Высота подвеса ламп Нр=3,5 м, выбираем оптимальное расстояние между светильниками Lопт=1,6м.
Определим наивыгоднейшее расстояние между светильниками:
L=Lопт · Нр=1,6 · 3,5 = 5,6 м (31)
Определим количество рядов светильников:
(32)
Принимаем m=3.
Определим расстояние от стен до светильников:
Lст=(0,4…0,5) · L=0,4 · 5,76 =2,24 м (33)
Определим расстояние рядами светильников:
(34)
Определим расстояние между светильниками в ряду:
(35)
Найдем количество светильников в ряду:
(36)
где b-длина помещения (b=20), м.
Вычислим расстояние между светильниками в ряду:
(37)
Определим количество для освещения помещения:
n=m·n1=3·4=12 шт.
Определим индекс помещения по формуле:
(38)
Найдем коэффициент отражения стен и потолка: pст=0,3; pпот=0,5.
Определим коэффициент использования осветительной установки: η=0,85.
По нормам освещенности принимаем Еmin=100 Лк и коэффициент запаса неравномерности распределения светового потока выбираем k=1,1.
Определим расчетный световой поток одной лампы:
(39)
где S – помещения, м2.
S=a · b=12·20=240м2;
Выбираем ближайшую по световому потоку лампу ЛБ 80-4 с Fп.р.=5220 Лм. Световой поток выбранной лампы не должен превышать расчетной больше, чем на 20% и ниже рассчитанного на 10%.
Определим фактическую освещенность:
Разница между фактической и нормированной освещенностью составляет 8,33%, значит лампа выбрана верно.
Установленная мощность на освещение:
Pуст = n · Pл (40)
где Рл – мощность одной лампы (Рл=80), Вт;
Pуст =12 · 80 =960 Вт