Свинарник на 160 мест
СОДЕРЖАНИЕ: МИНИСТЕРСТВО ПРОДОВОЛЬСТВИЯ И СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра энергетики с/х производстваМИНИСТЕРСТВО ПРОДОВОЛЬСТВИЯ И СЕЛЬСКОГО
ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра энергетики с/х производства
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине Основы теплотехнологии
на тему: Свинарник на 160 мест
Выполнил: студент IV курса, 24э группы
Скурат Евгений Вячеславович
Руководитель: Синица С.И.
Минск-2008
Задание на курсовое проектирование
| Наружные стены |
|
| Тип (материал) |
Толщина, мм |
| Железобетон |
30 |
| Минераловатные плиты |
120 |
| Железобетон |
30 |
| Покрытия совмещённые |
|
| Тип (материал) |
Толщина, мм |
| Доска сосновая |
30 |
| Воздушная прослойка |
50 |
| Минераловатные плиты |
80 |
| Рубероид |
3 |
| Доска сосновая |
30 |
| Полы |
|
| Тип (материал) |
Толщина, мм |
| Цементная стяжка |
25 |
| Бетон |
100 |
| Заполнение световых проёмов |
| Остекление двойное в деревянных переплётах |
| Теплоноситель |
| Горячая вода 70-115 |
| Область район |
| Гродненская область |
Примечание: наружные двери и ворота принять деревянными из сосновых досок толщиной 50 мм.
Аннотация
Курсовая работа представлена расчетно-пояснительной запиской на ____ страницах машинописного текста, содержащей 9 таблиц, и графической частью, включающей 1 лист формата А1.
В работе выполнены расчеты теплопотерь через наружные ограждения, теплопоступлений в помещение свинарника, содержащего 160 подсосных свиноматок с поросятами, а также влаговыдлений и газовыделений в данном помещении. Также, определены расходы вентиляционного воздуха в холодный, теплый и переходной периоды года и тепловая мощность отопительно-вентиляционной системы, рассчитаны воздуховоды системы вентиляции, подобраны калориферы и вентиляторы.
Содержание
1. Составление исходных данных
2. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
2.1 Расчет термического сопротивления теплопередаче
2.2 Определение требуемого термического сопротивления теплопередаче
2.3 Сравнение действительных термических сопротивлений с требуемыми
2.4 Расчет площадей отдельных зон пола
2.5 Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
3. Расчет тепловоздушного режима и воздухообмена
3.1.1 Воздухообмен в холодный период
3.2.1 Воздухообмен в переходный период
3.3.1 Воздухообмен в теплый период года
4. Выбор системы отопления и вентиляции
6. Аэродинамический расчет воздуховодов
Введение
Теплоснабжения является составной частью инженерного обеспечения сельского хозяйства. Повышение продуктивности в животноводстве и растениеводстве, укрепление кормовой базы, повышение сохранности сельскохозяйственной продукции, улучшение условий жизни сельского населения неразрывно связано с теплоснабжением.8% от всех работающих в сельскохозяйственной отрасли заняты в теплоснабжении.
Специализация производства в животноводстве повышает требования к микроклимату. Содержание животных в холодных и плохо вентилируемых помещениях приводит к снижению продуктивности на 15-40%, расход кормов увеличивается на 10-30%, заболевания молодняка увеличиваются в 2-3 раза. Продуктивность в животноводстве по 1/3 определяется условиями содержания.
Большую роль играет поддержание микроклимата в современных коровниках. Он способствует максимальной продуктивности, наилучшей сохранности и интенсивному росту молодняка.
Для поддержания микроклимата на животноводческих фермах и комплексах принимают ОВС, посредством которых подают подогретый воздух в верхнюю зону помещения, предусматривая дополнительную подачу наружного воздуха в теплый период года через вентбашни. Удаляют воздух из помещения либо при помощи вентбашень, либо через окна и вытяжные шахты. В холодный и переходной периоды воздух удаляют из помещения через вентбашни при неработающих осевых вентиляторах. В теплый период требуемое количество воздуха подают вентбашнями, при этом удаляют воздух из помещения через фрамуги окон и из навозных каналов.
1. Составление исходных данных
По литературе [2] из таблицы 1.1 выписываем данные соответствующие своему варианту в таблицу 1.
Таблица 1. Расчетные параметры наружного воздуха.
| Область |
Температура наиболее холодных суток t** , 0 C |
Холодный период (параметры Б) |
Теплый период (параметры А) |
||
|
|
|
|
|
||
| Гродненская |
-26 |
-22 |
-21,5 |
21,8 |
49,5 |
***
, 
, 
, 
, 
Для переходного периода принимаем температуру наружного воздуха 
и энтальпию 
.
По литературе [2] из таблицы 10.2 выписываем параметры внутреннего воздуха в таблицу 2.
Таблица 2. Расчетные параметры внутреннего воздуха.
| Помещение |
Период года |
Параметры воздуха |
ПДК
|
|
|
|
|
|||
| Помещение для содержания животных |
Холодный |
20 |
40-75 |
2 |
| Переходный |
20 |
40-75 |
2 |
|
| теплый |
26,8 |
40-75 |
2 |
|
, 
Здесь 
- расчетная температура внутреннего воздуха, 
;
- относительная влажность, %;
- ПДК углекислого газа в зоне содержания поросят (удельная допустимая концентрация углекислого газа), 
, принимаем из таблицы 10.4 [2].
Таблица 3. Выделение теплоты, влаги и углекислого газа.
| Группа животных |
Живая масса |
Тепловой поток тепловыделений, |
Влаговыделения, |
Выделения |
|
| Полных |
явных |
||||
| Подсосные свиноматки с поросятами |
200 |
897 |
646 |
369 |
11,5 |
| 10 |
100 |
72 |
41,1 |
12,9 |
|
, 
Таблица 4. Температурные коэффициенты.
Для расчета термических сопротивлений теплопередаче для стен, перекрытий и дверей необходимо знать технические характеристики строительных материалов и конструкций. Из таблицы 1.12 [2] выписываем необходимые данные в таблицу 5.
Таблица 5. Теплотехнические характеристики строительных материалов и конструкций.
| Наименование материала |
|
Расчетные коэффициенты при условиях эксплуатации |
||
| Теплопроводности, |
Теплоусвоения, |
|||
| Бетон |
2400 |
1,86 |
17,88 |
|
| Доска сосновая |
500 |
0,18 |
4,54 |
|
| Цементно-песчаный раствор |
1800 |
0,93 |
11,09 |
|
| Минераловатные плиты |
300 |
0,11 |
1,72 |
|
| Рубероид |
600 |
0,17 |
3,53 |
|
| Железобетон |
2500 |
2,04 |
16,96 |
|
, 
Б
Б2. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
2.1 Расчет термического сопротивления теплопередаче
Термическое сопротивление теплопередаче, 
, для стен, покрытий, перекрытий, дверей и ворот:
,
где 
- коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности ограничивающей конструкции, 
;
- термическое сопротивление теплопроводности отдельных слоев, 
;
- термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, ;
- коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности ограничивающей поверхности, .
Проводим расчет для наружных стен.
Рассчитываем заполнение помещения животными, 
:
,
где 
- масса одной животного, 
(
= 200, 
=10),
- количество животных (
=160,
=1280);
- площадь помещения, 
(A = 24080 ).
;
Так как, заполнение животными помещения 
и принимаем для стен и потолков 
и для наружных стен 
.
Термическое сопротивление отдельных слоев, 
:
,
где 
- толщина слоя, 
; 
- теплопроводность материала слоя, 
; железобетон:
;
минераловата:
;
железобетон:
.
.
.
Проводим расчет для покрытий и перекрытий.
; .
доска сосновая:
;
рубероид:
;
минераловатные плиты:
;
доска сосновая:
;
Термическое сопротивление замкнутых воздушных прослоек RВ. П
, 
определяем по таблице 3.5 [2].
RВ. П
= 0,1428
,
.
Проводим расчет для наружных дверей и ворот.
; 
.
сосновые доски:
.
.
Проводим расчет для остекления.
Термическое сопротивление теплопередаче заполнения световых проемов принимаем равным нормированным значениям (стр.32 [2]).
Принимаем остекление в деревянных раздельных переплётах:
.
Проводим расчет для различных зон пола.
Сопротивление теплопередаче полов:
,
где 
- сопротивление теплопередаче рассматриваемой зоны неутепленного пола,
;
- толщина утепляющего слоя,
;
- теплопроводность утепляющего слоя,
.
Сопротивление теплопередаче принимаем:
для I зоны: 
для II зоны: 
для III зоны: 
для IV зоны: 
;
;
;
2.2 Определение требуемого термического сопротивления теплопередаче
Рассчитываем требуемые по санитарно-гигиеническим требованиям термические сопротивления теплопередаче для наружных стен, покрытий и перекрытий, наружных дверей и ворот.
Требуемое сопротивление теплопередаче, 
, наружных стен, покрытий и перекрытий:
,
где 
- расчетная температура внутреннего воздуха, 
;
- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года,
;
- нормативный температурный перепад между внутренним воздухом и
внутренней поверхностью ограничивающей конструкции, ;
- коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности по от-
ношению к наружному воздуху.
В качестве расчетной температуры наружного воздуха принимают в зависимости от тепловой инерции 
наружного ограждения (стр.33 [2]):
при 
- абсолютно минимальную температуру;
при 
- среднюю температуру наиболее холодных суток;
при 
- среднюю температуру наиболее холодных трех суток;
при 
- среднюю температуру наиболее холодной пятидневки.
Тепловая инерция ограничивающей конструкции:
,
где 
- расчетный коэффициент теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции (таблица 5), 
.
Проведем расчет для наружных стен.
.
Исходя из полученного выражения в качестве расчетной температуры наружного воздуха, принимаем среднюю температуру наиболее холодных трех суток.
.
Нормативный температурный перепад принимаем исходя из типа помещения (производственное помещение с влажным режимом, таблица 3.6 [2]):
.
Температуру точки росы 
принимаем из приложения 
[1] при 
и 
- 
. Коэффициент определяем по его нормированным значениям: 
.
.
Проводим расчет для покрытий и перекрытий.
.
В качестве расчетной температуры наружного воздуха принимаем среднюю температуру наиболее холодных суток: 
.
Нормативный температурный перепад:
(таблица 3.6 [2]).
Коэффициент 
определяем по его нормированным значениям: 
.
.
Проводим расчет для световых проемов.
Принимаем сопротивление теплопередаче окон для производственных и вспомогательных промышленных предприятий с влажным или мокрым режимом (таблица 3.7 [2]):
.
Проводим расчет для наружных дверей и ворот.
.
Нормативный температурный перепад:
.
.
.
2.3 Сравнение действительных термических сопротивлений с требуемыми
Исходя из того, что требуемое термическое сопротивление должно быть меньше расчетного термического сопротивления, проверяем соблюдение санитарно-гигиенических норм:
для наружных стен:
;
;
- удовлетворяет.
для покрытий и перекрытий:
;
;
- удовлетворяет.
для наружных дверей и ворот:
;
;
- не удовлетворяет.
для световых проемов:
;
;
- удовлетворяет.
В целом делаем вывод о том, что расчетные термические сопротивления ограждающих конструкций больше требуемых, кроме дверей (т.е. удовлетворяют санитарно гигиеническим нормам). Однако двери нуждаются в дополнительном утеплении.
2.4 Расчет площадей отдельных зон пола
| |
| |
| |
| |
;
;
2.5 Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
,
где 
- площадь ограждающей конструкции, 
;
- термическое сопротивление теплопередаче, 
;
- расчетная температура внутреннего воздуха, 
;
- расчетная температура наружного воздуха, ;
- добавочные потери теплоты в долях от основных теплопотерь;
- коэффициент учета положения наружной поверхности по отношению к
наружному воздуху.
Н. с. - наружные стены;
Н. д. - наружные двери;
Д. о. - двойное остекление;
Пт - перекрытия;
Пл1, Пл2, Пл3, Пл4 - пол.
Таблица 6. Расчет теплопотерь.
| № помещения |
|
Характеристики ограждений |
|
Доли добавочных теплопотерь |
|
Тепловой поток теплопотерь |
||||||
| Наименование |
Ориентация |
Размер |
|
|
на ориентацию |
на инфильтрацию |
прочие |
|||||
|
|
20 |
Д. о. |
С-З |
|
60,48 |
0,42 |
42 |
0,1 |
0,3 |
- |
1,4 |
8467,2 |
| Д. о. |
Ю-В |
|
60,48 |
0,42 |
42 |
0,05 |
0,3 |
- |
1,35 |
8164,8 |
||
| Н. с. |
С-З |
|
263,52 |
1,279 |
42 |
0,1 |
0,3 |
- |
1,4 |
12114,9 |
||
| Н. с. |
Ю-В |
|
263,52 |
1,279 |
42 |
0,05 |
0,3 |
- |
1,35 |
11682,2 |
||
| П. т. |
- |
|
2700 |
1,5417 |
42 |
- |
- |
1 |
73555,2 |
|||
| Пл.1 |
- |
640 |
2,12688 |
42 |
- |
- |
- |
1 |
12638,2 |
|||
| Пл.2 |
- |
624 |
4,32688 |
42 |
- |
- |
- |
1 |
6057 |
|||
| Пл3 |
- |
592 |
8,62688 |
42 |
- |
- |
- |
1 |
2882,15 |
|||
| Пл.4 |
- |
828 |
14,22688 |
42 |
- |
- |
- |
1 |
2444,4 |
|||
|
|
119922,898 |
|||||||||||
, 
,
, 
, 
, 
1
3. Расчет тепловоздушного режима и воздухообмена
3.1 Холодный период года
Влаговыделения животными, 
:
,
где 
- температурный коэффициент влаговыделений (таблица 4);
- влаговыделение одним животным (таблица 3), 
;
- число животных.
;
Дополнительные влаговыделения в зимний период составляют 10% от общего влаговыделения:
, 
Суммарные влаговыделения:
.
Рассчитаем количество 
, выделяемого животными, 
:
,
где 
- температурный коэффициент выделений и полных тепловыделе-
ний;
- количество , выделяемого одним животным, .
;
Определим тепловой поток полных тепловыделений, 
:
,
где 
- тепловой поток полных тепловыделений одним животным (таблица 3), 
.
;
Тепловой поток теплоизбытков, :
,
где ФТП - поток теплопотерь (SФТП таблица 6).
Угловой коэффициент (тепловлажностное отношение), 
:
.
3.1.1 Воздухообмен в холодный период
Произведем расчет вентиляционного воздуха, 
, из условия удаления выделяющихся:
водяных паров:
,
где 
- суммарные влаговыделения внутри помещения, 
;
- плотность воздуха, 
;
и 
- влагосодержания внутреннего и наружного воздуха, 
.
Из диаграммы влажного воздуха по рис.1.1 [2] определим 
и :
, (при 20
и 
);
, (при 
и 
).
.
углекислого газа:
,
где 
- расход углекислого газа, выделяемого животными в помещении,
;
- ПДК углекислого газа в помещении (таблица 2), 
;
- концентрация углекислого газа в наружном (приточном) воздухе,
, (принимают 0,3 - 0,5 , стр.240 [2]).
.
расход вентиляционного воздуха исходя из нормы минимального воздухообмена: 
, где 
- норма минимального воздухообмена на 1ц
живой массы, 
; 
- живая масса животных, 
.
- масса всех животных.
.
В качестве расчетного значения расхода воздуха в холодный период принимаем наибольший, т.е.
.
3.2 Переходный период года
Для переходного режима года влаговыделения животными:
;
Дополнительные влаговыделения в переходной период составляют 10% от общего влаговыделения.
Определим суммарные влаговыделения:
.
Тепловой поток полных тепловыделений:
Тепловой поток теплоизбытков, :
,
где 
- тепловой поток полных тепловыделений животными в переходный период, 
;
- тепловой поток теплопотерь через ограждающие конструкции в переходный период, 
.
,
где 
и 
- расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха в переходный период, .
; 
;
;
.
.
Определим угловой коэффициент, 
:
.
3.2.1 Воздухообмен в переходный период
Рассчитаем расход вентиляционного воздуха, , из условия удаления водяных паров:
.
Влагосодержание внутреннего воздуха:
.
Влагосодержание наружного воздуха определим по 
- диаграмме при параметрах 
и 
.
.
.
.
Для переходного периода года рассчитывается воздухообмен только для удаления водяных паров:
3.3 Теплый период года
Определяем влаговыделения животными, 
:
,
где 
- температурный коэффициент влаговыделений;
- влаговыделение одним животным, ;
- число животных.
;
Испарение влаги с открытых водных и смоченных поверхностей:
Суммарные влаговыделения:
.
Определим тепловой поток полных тепловыделений, 
:
,
где - тепловой поток полных тепловыделений одним животным (таблица 3), 
kt
’’’
=1.1- температурный коэффициент полных тепловыделений (таблица 4).
Тепловой поток теплоизбытков, :
,
где 
- тепловой поток от солнечной радиации, 
.
,
где 
- тепловой поток через покрытие, 
;
- тепловой поток через остекление в рассматриваемой наружной
стене, ;
- тепловой поток через наружную стену, 
.
,
где 
=2700
- площадь покрытия (таблица 6);
=1,2787
- термическое сопротивление теплопередаче через покрытие (таблица 6);
= 17,7
- избыточная разность температур, вызванная действием солнечной радиации для вида покрытия - тёмный рубероид, (стр.46 [2]).
.
Тепловой поток через остекление, 
:
,
где 
- коэффициент остекления (
), (стр.46 [2]);
- поверхностная плотность теплового потока через остекленную
поверхность, 
, (С-З: 
; Ю-В: 
, таблица 3,12 [2]); 
=263,52
- площадь остекления.
.
Тепловой поток через наружную стену (за исключением остекления в этой стене):
,
для стены А
где 
=263,52 - площадь наружной стены, 
;
=1,279 - термическое сопротивление теплопередаче наружной стены, 
.
- избыточная разность температур, , (таблица 3.13)
;
для стены В
=263,52 
; 
=1,0561 
; 
=7,7
,
;
=719,7 (кВт).
.
Угловой коэффициент, :
.
3.3.1 Воздухообмен в теплый период года
Расход вентиляционного воздуха, , в теплый период года из условия удаления выделяющихся:
водяных паров:
.
Влагосодержание наружного воздуха определим по - диаграмме (рис.1.1 [2]) при параметрах 
и 
.
.
Влагосодержание внутреннего воздуха:
.
.
расход вентиляционного воздуха исходя из нормы минимального воздухообмена: 
, где 
- норма минимального воздухообмена на 1ц
живой массы, ; - живая масса животного, .
, 
.
В качестве расчетного значения расхода воздуха в теплый период принимаем наибольший, т.е. 
.
4. Выбор системы отопления и вентиляции
На свиноводческих фермах применяют вентиляционные системы, посредствам которых подают подогретый воздух в верхнюю зону помещения по воздуховодам равномерной раздачи.
Кроме того, предусматривают дополнительную подачу наружного воздуха в теплый период года через вентбашни.
Тепловая мощность отопительно-вентиляционной системы, :
,
где 
- тепловой поток теплопотерь через ограждающие конструкции, 
;
- тепловой поток на нагревание вентиляционного воздуха, ;
- тепловой поток на испарение влаги внутри помещения, 
;
- тепловой поток явных тепловыделений животными, 
.
(табл.6 [2]).
Тепловой поток на нагревание приточного воздуха, :
,
где - расчетная плотность воздуха (
);
- расход приточного воздуха в зимний период года, (
);
- расчетная температура наружного воздуха, (
);
- удельная изобарная теплоемкость воздуха (
).
.
Тепловой поток на испарение влаги с открытых водных и смоченных поверхностей, :
,
где 
- расход испаряемой влаги для зимнего периода, 
.
.
Тепловой поток явных тепловыделений, 
:
,
где 
- температурный коэффициент явных тепловыделений; 
- тепловой поток явных тепловыделений одним животным, ; 
- число голов.
;
Ввиду того, что в здании две венткамеры устанавливаем две ОВС мощностью:
;
Подача воздуха одной ОВС: 
;
Определим температуру подогретого воздуха, 
:
,
где 
- наружная температура в зимний период года, 
;
.
Для пленочных воздуховодов должно соблюдаться условие:
- в нашем случае удовлетворяет.
5. Расчет и выбор калориферов
В системе вентиляции и отопления устанавливаем водяной калорифер. Теплоноситель - горячая вода.
Рассчитаем требуемую площадь живого сечения, 
, для прохода воздуха:
,
где 
- массовая скорость воздуха, 
, (принимается в пределах 4-10 
).
Принимаем массовую скорость в живом сечении калорифера:
.
.
По таблице 8.10 [2] по рассчитанному живому сечению выбираем калорифер марки КПБ со следующими техническими данными:
Таблица 7. Технические данные калорифера КВСБ.
| Номер калорифера |
Площадь поверхности нагрева |
Площадь живого сечения по воздуху |
площадь живого сечения по теплоносителю |
| 10 |
28,11 |
0,581 |
0,00116 |
, 
,
Уточняем массовую скорость воздуха:
.
Определяем коэффициент теплопередачи, 
:
,
где 
- коэффициент, зависящий от конструкции калорифера; 
- массовая скорость в живом сечении калорифера, ; и 
- показатели степени.
Из таблицы 8.12 [2] выписываем необходимые данные для КВББ:
; 
; 
; 
; 
.
(м/с)
.
Определяем среднюю температуру воздуха, 
:
.
Определяем среднюю температуру пара (таблица 1,8 [2]) : 
. Определяем требуемую площадь поверхности теплообмена калориферной установки, 
:
.
Определяем число калориферов:
,
где 
- общая площадь поверхности теплообмена, 
;
- площадь поверхности теплообмена одного калорифера, .
.
Округляем 
до большего целого значения, т.е. 
.
Определяем процент запаса по площади поверхности нагрева:
.
- удовлетворяет. Аэродинамическое сопротивление калориферов, 
:
,
где 
- коэффициент, зависящий от конструкции калорифера;
- показатель степени.
.
Аэродинамическое сопротивление калориферной установки, 
:
,
где - число рядов калориферов;
- сопротивление одного ряда калориферов, 
.
.
6. Аэродинамический расчет воздуховодов
В с/х производственных помещениях используют перфорированные пленочные воздухораспределители. Предусматривают расположение двух несущих тросов внутри пленочной оболочки, что придает воздуховодам овальную форму при неработающем вентиляторе и тем самым предотвращает слипание пленки.
Задача аэродинамического расчета системы воздуховодов состоит в определении размеров поперечного сечения и потерь давления на отдельных участках системы воздуховодов, а также потери давления во всей системе воздуховодов.
Исходными данными к расчету являются: расход воздуха
, длина воздухораспределителя 
, температура воздуха и абсолютная шероховатость 
мм (для пленочных воздуховодов).
В соответствии с принятыми конструктивными решениями составляют расчетную аксонометрическую схему воздуховодов с указанием вентиляционного оборудования и запорных устройств.
Схему делят на отдельные участки, границами которых являются тройники и крестовины. На каждом участке наносят выносную линию, над которой проставляют расчетный расход воздуха 
(
), а под линией - длину участка (м). В кружке у линии указывают номер участка.
Составляем расчетную схему:
Рис.2. Расчетная аксонометрическая схема воздуховодов.
На схеме выбираем основные магистральные расчетные направления, которые характеризуются наибольшей протяженностью.
Расчет начинаем с первого участка.
Используем перфорированные пленочные воздухораспределители. Выбираем форму поперечного сечения - круглая.
Задаемся скоростью в начальном поперечном сечении:
.
Определяем диаметр пленочного воздухораспределителя, 
:
.
Принимаем ближайший диаметр, исходя из того, что полученный равен 
(стр. 193 [2]). Динамическое давление, 
:
,
где 
- плотность воздуха.
.
Определяем число Рейнольдса:
,
где 
- кинематическая вязкость воздуха, 
, 
(табл.1.6 [2]).
.
Коэффициент гидравлического трения:
,
где 
- абсолютная шероховатость, , для пленочных воздуховодов принимаем 
.
.
Рассчитаем коэффициент, характеризующий конструктивные особенности воздухораспределителя:
,
где - длина воздухораспределителя, .
.
Полученное значение коэффициента 
0,73, что обеспечивает увеличение статического давления воздуха по мере приближения от начала к концу воздухораспределителя.
Установим минимальную допустимую скорость истечения воздуха через отверстие в конце воздухораспределителя, 
:
,
где 
- коэффициент расхода (принимают 0,65 для отверстий с острыми кромками).
.
Коэффициент, характеризующий отношение скоростей воздуха:
,
где 
- скорость истечения через отверстия в конце воздухораспределителя, 
(рекомендуется 
), принимаем 
.
.
Установим расчетную площадь отверстий, 
, в конце воздухораспределителя, выполненных на 1
длины:
.
Принимаем один участок.
Определим площадь отверстий, , выполненных на единицу воздуховода:
,
где 
- относительная площадь воздуховыпускных отверстий на участке воздухораспределителя (
по [1]).
.
Диаметр воздуховыпускного отверстия 
принимают от 20 до 80 
, примем 
.
Определим число рядов отверстий:
,
где 
- число отверстий в одном ряду (
);
- площадь воздуховыпускного отверстия, .
Определим площадь воздуховыпускного отверстия, :
.
.
Шаг между рядами отверстий, 
:
.
Определим статическое давление воздуха, 
:
в конце воздухораспределителя:
;
в начале воздухораспределителя:
.
Потери давления в воздухораспределителе, :
.
Дальнейший расчет сводим в таблицу. Причем:
,
,
,
где R - удельные потери давления на единице длины воздуховода, определяется по монограмме (рис.8.6 [2])
- коэффициент местного сопротивления (таблица 8.7 [2])
скорость воздуха в жалюзийной решетке 
Таблица 8. Расчет участков воздуховода.
| Номер участка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 |
3916,25 |
66 |
560 |
0,0022 |
6 |
0,62 |
40,92 |
0,4 |
12,59 |
5,036 |
45,956 |
| 2 |
916,25 |
6 |
560 |
0,0025 |
6 |
0.62 |
3,78 |
1 |
12,59 |
12,59 |
16,31 |
| 3 |
7832,5 |
5 |
600 |
0,0029 |
8 |
1,6 |
8 |
1,3 |
38,4 |
49,92 |
57,92 |
| Калорифер |
7832,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
130,68 |
| Жал. реш. |
7832,5 |
- |
- |
- |
5 |
- |
- |
2 |
15 |
30 |
30 |
| итого: |
280,866 |
||||||||||
, 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
,
7. Вытяжные шахты
Расчет вытяжных шахт естественной вентиляции производят на основании расчетного расхода воздуха в холодный период года. Работа вытяжных шахт будет более эффективной при устойчивой разности температур внутреннего и наружного воздуха (не менее 5°С), что наблюдается в холодный период года.
Скорость воздуха в поперечном сечении вытяжной шахты, :
,
где 
- высота вытяжной шахты между плоскостью вытяжного отверстия и устьем шахты (3-5), 
(принимаем 
);
- диаметр (эквивалентный (0.8,0.9,1)) шахты, (принимаем 
);
- расчетная наружная температура, 
(
);
- сумма коэффициентов местных сопротивлений.
Местное сопротивление определяем по таблице 8.7 [1]:
для входа в вытяжную шахту: 
;
для выхода из вытяжной шахты: 
.
, 
.
Определяем число шахт:
,
где 
- расчетный расход воздуха в зимний период, 
;
- расчетный расход воздуха через одну шахту, 
.
Определяем расчетный расход воздуха через одну шахту, 
:
,
где 
- площадь поперечного сечения шахты, .
Рассчитаем площадь поперечного сечения шахты, :
.
.
.
Принимаем число шахт для всего помещения 
8. Выбор вентилятора
Подбор вентилятора производят по заданным значениям подачи и требуемого полного давления.
В системах вентиляции и воздушного отопления с/х производственных зданий устанавливают радиальные (центробежные) вентиляторы марок В. Ц 4-75, В. Ц 4-76 и В. Ц 4-46, осевые вентиляторы марок В-06-300 и ВО.
Радиальные вентиляторы изготавливают по схемам конструктивного исполнения 1 и 6. Вентиляторы исполнения 1 более компактны и удобны при эксплуатации, с меньшим уровнем шума.
Подачу вентилятора определяем с учетом потерь или подсосов воздуха в воздуховоды, вводя поправочный коэффициент к расчетному расходу воздуха для стальных воздуховодов 1,15, :
.
Определяем требуемое полное давление вентилятора, 
:
,
где 
- температура подогретого воздуха, 
=1 - при нормальном атмосферном давлении.
.
По подаче воздуха вентилятора и требуемому полному давлению, согласно графику характеристик вентиляторов ВЦ 4-75 (рис.8.16 [2]), выбираем вентилятор марки: Е 6,3-100-1.
В соответствии с выбранным ранее калорифером и выбранным теперь вентилятором заполняем таблицу характеристик отопительно-вентиляционной системы:
Таблица 9. Характеристика отопительно-вентиляционной системы.
| Обозначение |
Кол. систем |
Наим-е помещения |
Тип установки |
Вентилятор |
||||||
| тип |
номер |
исполнение |
положение |
|
|
|
||||
| 2 |
Свинарник |
Е 6,3-100-1. |
ВЦ 4-75 |
6,3 |
1 |
Л |
9007 |
281,04 |
935 |
|
, 
, 
| Обозначение |
Электродвигатель |
Воздухонагреватель (калорифер) |
Примечание |
||||||||
| Тип |
|
|
Тип |
Номер |
Кол-во |
Тем-ра нагрева |
Мощности, |
|
|||
| от |
до |
||||||||||
| 4А90L6 |
1,5 |
935 |
КВСБ |
10 |
1 |
-22 |
20,4 |
22,605 |
|||
, 
,
9. Энергосбережение
Наиболее эффективным техническим решением вопроса сокращения расхода тепловой энергии на обеспечение микроклимата, безусловно является использование типа воздуха, удаляемого из животноводческих и птицеводческих помещений. Расчет технико-экономических показателей микроклимата показывает, что применение в системах утилизаторов тепла позволяет сократить расход тепловой энергии на данный технологический процесс более чем в 2 раза. Однако такие системы более металоемкие и требуют дополнительных эксплуатационных затрат электрической энергии на вентиляторы. Использование тепловой энергии в системах вентиляции в основном обеспечивается за счет применения регенеративных и рекуперативных теплообменных аппаратов различной модификации.
Литература
1. Отопление и вентиляция животноводческих зданий. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. - Мн. Ротопринт БАТУ. 1994 г.
2. Справочник по теплоснабжению сельского хозяйства. Под ред. А.В. Ядренцева и др.: - Мн.; Ураджай. 1993 г.