МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА І ПРОДОВОЛЬСТВА
РЕСПУБЛІКИ БІЛОРУСЬ
Установа освіти
Білоруський державний АГРАРНИЙ
ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра теплотехніки
КУРСОВЕ ПРОЕКТУВАННЯ
Проектування пташника на 122000 голів
виконав:
студент гр.2еа Алейчік Д.В.
перевірив:
к.т.н., доцент Матвєєнко І.П.
Мінськ - 2009
Завдання на курсове проектування
Зовнішні стіни |
Тип (матеріал) | Товщина, мм |
Силікатна цегла | 510 |
Внутрішня штукатурка | 30 |
Покриття суміщені |
Тип (матеріал) | Товщина, мм |
Плита залізобетонна | 35 |
Мінераловатні плити | 120 |
Руберойд | 3 |
Азбестоцементний лист | 15 |
Підлоги |
Тип (матеріал) | Товщина, мм |
Цементна стяжка | 20 |
Керамзитобетон | 120 |
Заповнення світлових отворів |
Блоки скляні пустотілі |
Теплоносій |
Гаряча вода 70-115 |
Область район |
Брестська область |
Примітка: зовнішні двері та ворота прийняти дерев'яними із соснових дощок товщиною 50 мм.
Анотація
Курсова робота представлена розрахунково-пояснювальною запискою на 34 сторінках машинописного тексту, що містить 9 таблиць, і графічною частиною, що включає 1 аркуш формату А1.
У роботі виконано розрахунки тепловтрат через зовнішні огородження, теплопоступленій в приміщення пташника, що містить 122000 бройлерів, а також влаговидленій і газовиділень в даному приміщенні. Також, визначено витрати вентиляційного повітря в холодний, теплий та перехідний періоди року і теплова потужність опалювально-вентиляційної системи, розраховані повітроводи системи вентиляції, підібрані калорифери і вентилятори.
Зміст
Введення
1 Складання вихідних даних
2 Розрахунок тепловтрат через зовнішнє огородження
2.1 Розрахунок термічного опору теплопередачі
2.2 Визначення необхідного термічного опору теплопередачі
2.3 Порівняння дійсних термічних опорів з необхідними
2.4 Розрахунок площ окремих зон підлоги
2.5 Розрахунок тепловтрати через огороджувальні конструкції
3 Розрахунок теплоповітряного режиму та повітрообміну
3.1 Холодний період року
3.2 Перехідний період
3.3 Теплий період
Література
Введення
Теплопостачання є складовою частиною інженерного забезпечення сільського господарства. Підвищення продуктивності в тваринництві та рослинництві, зміцнення кормової бази, поліпшення безпеки сільськогосподарської продукції, поліпшення умов життя сільського населення нерозривно пов'язане з теплопостачанням. 8% від усіх працюючих у сільськогосподарській галузі зайняті в теплопостачанні.
Спеціалізація виробництва в тваринництві підвищує вимоги до мікроклімату. Утримання тварин у холодних і погано вентильованих приміщеннях призводить до зниження продуктивності на 15-40%, витрата кормів збільшується на 10-30%, захворювання молодняку збільшуються у 2-3 рази. Продуктивність у тваринництві по 1 / 3 визначається умовами утримання.
Велику роль відіграє підтримка мікроклімату в сучасних корівниках. Він сприяє максимальної продуктивності, найкращою збереження і інтенсивного зростання молодняку.
Для підтримки мікроклімату на тваринницьких фермах і комплексах беруть ОВС, за допомогою яких подають підігріте повітря у верхню зону приміщення, передбачаючи додаткову подачу зовнішнього повітря в теплий період року через вентбашні. Видаляють повітря з приміщення або за допомогою вентбашень, або через вікна і витяжні шахти. У холодний і перехідний періоди повітря видаляють з приміщення через вентбашні при непрацюючих осьових вентиляторах. У теплий період необхідну кількість повітря подають вентбашнямі, при цьому видаляють повітря з приміщення через фрамуги вікон і з гнойових каналів.
1 Складання вихідних даних
За літературі [2] з таблиці 1.1. виписуємо дані відповідні свого варіанту в таблицю 1.
Таблиця 1. Розрахункові параметри зовнішнього повітря
Область | Температура найбільш холодної доби t **, 0 C | Холодний період (параметри Б) | Теплий період (параметри А) |
|
| ***, | , | , | , |
Брестська | -25 | -20 | -18,8 | 22,4 | 49 |
Для перехідного періоду приймаємо температуру зовнішнього повітря й ентальпію .
За літературі [2] з таблиці 10.3 виписуємо параметри внутрішнього повітря в таблицю 2.
Таблиця 2. Розрахункові параметри внутрішнього повітря
Приміщення | Період року | Параметри повітря | ГДК , |
|
| , | ,% |
|
Приміщення для утримання бройлерів | Холодний | 18 | 70 | 2 .5 |
| Перехідний | 18 | 6 0-7 0 | 2 .5 |
| теплий | 27,4 | 60-70 | 2.5 |
Тут - Розрахункова температура внутрішнього повітря, ;
- Відносна вологість,%;
- ГДК вуглекислого газу в зоні утримання бройлерів (питома допустима концентрація вуглекислого газу), , Приймаємо з таблиці 10.4 [2].
Таблиця 3. Виділення теплоти, вологи та
вуглекислого газу. (таблиця 10.9 [2])
Група тварин | Жива маса | Тепловий потік тепловиділень, | Вологовиділення, | Виділення , | Вихід посліду, г на добу |
|
| Повних | явних |
|
|
|
Бройлери | 1.5 | 10.96 | 8.51 | 3.45 | 1.63 |
158 |
Таблиця 4. Температурні коеффціенти.
(Таблиця 10.10 [2])
Періоди року | Температура , | Температурні коефіцієнти |
|
| Тепловиділень | Вологовиділення Виділень |
|
| повних | Явних |
|
Холодний | 18 | 1 | 1 | 1 |
Перехідний | 18 | 1 | 1 | 1 |
Теплий | 27,4 | 1,05 | 1, 0 5 |
Для розрахунку термічних опорів теплопередачі для стін, перекриттів і дверей необхідно знати технічні характеристики будівельних матеріалів і конструкцій. З таблиці 1.12 [2] виписуємо необхідні дані в таблицю 5.
Таблиця 5. Теплотехнічні характеристики будівельних матеріалів і конструкцій
Найменування матеріалу | , | Розрахункові коефіцієнти при умовах експлуатації |
|
| Теплопровідності, Б | Теплозасвоєння, Б |
Цементно-піщаний розчин | 1800 | 0,93 | 11,09 |
Керамзитобетон | 1600 | 0,79 | 10,77 |
Силікатна цегла | 1800 | 0,87 | 10,9 |
Азбестоцементний лист | 1800 | 0,52 | 8,12 |
Плита залізобетонна | 2500 | 2,04 | 16,96 |
Цементна стяжка | 1800 | 0,93 | 11,09 |
Мінераловатні плити | 300 | 0,09 | 1,44 |
Руберойд | 600 | 0,17 | 3,53 |
Розрахунок тепловтрат через огороджувальні конструкції
Розрахунок термічного опору теплопередачі
Термічний опір теплопередачі, , Для стін, покриттів, перекриттів, дверей і воріт:
,
де - Коефіцієнт тепловіддачі на внутрішній поверхні обмежує конструкції, ;
- Термічний опір теплопровідності окремих шарів, ;
- Термічний опір замкнутої повітряного прошарку, ;
- Коефіцієнт тепловіддачі на зовнішній поверхні обмежує поверхні, .
Проводимо розрахунок для зовнішніх стін.
Розраховуємо заповнення приміщення тваринами, :
,
де - Маса однієї птиці, (M = 1,5)
- Кількість бройлерів (n = 122 000);
- Площа приміщення, (A = 6434 ).
;
Так як, заповнення бройлерам приміщення і приймаємо для стін і стель і для зовнішніх стін .
Термічний опір окремих шарів, :
,
де - Товщина шару, ;
- Теплопровідність матеріалу шару, ;
;
;
.
.
Проводимо розрахунок для покриттів і перекриттів.
;
;
;
; - Азбестоцементний лист
.
.
Проводимо розрахунок для зовнішніх дверей і воріт.
; .
.
.
Проводимо розрахунок для різних зон статі.
Опір теплопередачі підлог:
,
де - Опір теплопередачі аналізованої зони неутеплену статі, ;
- Товщина шару, що утеплює, ;
- Теплопровідність утеплювального шару, .
Опір теплопередачі приймаємо:
- Для I v зони: ;
;
;
;
.
Визначення необхідного термічного опору теплопередачі
Розраховуємо необхідні за санітарно-гігієнічним вимогам термічні опору теплопередачі для зовнішніх стін, покриттів і перекриттів, зовнішніх дверей і воріт.
Необхідний опір теплопередачі, , Зовнішніх стін, покриттів і перекриттів:
,
де - Розрахункова температура внутрішнього повітря, ;
- Розрахункова температура зовнішнього повітря в холодний період року, ;
- Нормативний температурний перепад між внутрішнім повітрям і внутрішньою поверхнею обмежує конструкції, ;
- Коефіцієнт, що враховує положення зовнішньої поверхні по відношенню до зовнішнього повітря.
В якості розрахункової температури зовнішнього повітря приймає в залежності від теплової інерції зовнішнього огородження (стор.33 [2]):
при - Абсолютно мінімальну температуру;
при - Середню температуру найбільш холодної доби;
при - Середню температуру найбільш холодних трьох діб;
при - Середню температуру найбільш холодної п'ятиденки.
Теплова інерція обмежує конструкції:
,
де - Розрахунковий коефіцієнт теплозасвоєння матеріалу окремих шарів огороджувальної конструкції (таблиця 5), .
Проведемо розрахунок для зовнішніх стін.
.
Виходячи з отриманого виразу в якості розрахункової температури зовнішнього повітря, приймаємо середню температуру найбільш холодної доби.
.
Нормативний температурний перепад приймаємо виходячи з типу приміщення (виробниче приміщення з вологим режимом, таблиця 3.6 [2]):
.
Температуру точки роси приймаємо з програми [1] при t = 18 і - .
Коефіцієнт визначаємо за його нормованим значенням: .
.
Проводимо розрахунок для покриттів і перекриттів.
.
В якості розрахункової температури зовнішнього повітря приймаємо середню температуру найбільш холодної доби: .
Нормативний температурний перепад:
(Таблиця 3.6 [2]).
Коефіцієнт визначаємо за його нормованим значенням: .
.
Проводимо розрахунок для зовнішніх дверей і воріт.
.
Нормативний температурний перепад:
.
.
.
Порівняння дійсних термічних опорів з необхідними
Виходячи з того, що потрібне термічне опір повинен бути менше розрахункового термічного опору, перевіряємо дотримання санітарно-гігієнічних норм:
;
;
-Не задовольняє.
;
;
- Задовольняє.
;
;
- Не задовольняє.
У цілому робимо висновок про те, що розрахункові термічні опори перекриттів більше необхідних (тобто задовольняють санітарно гігієнічним нормам). Проте двері і стіни потребують додаткового утеплення.
Розрахунок площ окремих зон підлоги
A = 96000 mm; B = 72000 mm.
Рис.1. Зони статі розраховується приміщення.
;
;
;
;
Розрахунок тепловтрат через огороджувальні конструкції
,
де - Площа огороджувальної конструкції, ;
- Термічний опір теплопередачі, ;
- Розрахункова температура внутрішнього повітря, ;
- Розрахункова температура зовнішнього повітря, ;
- Додаткові втрати теплоти в частках від основних тепловтрат;
- Коефіцієнт обліку положення зовнішньої поверхні по відношенню до зовнішнього повітря.
Н.с. - Зовнішні стіни;
Н.д. - Зовнішні двері;
Пт - перекриття;
Пл1, Пл2, Пл3, Пл4 - пол.
Таблиця 6. Розрахунок тепловтрат
№ приміщення | Характеристики огорож | , | Частки додаткових тепловтрат | | Тепловий потік тепловтрат , |
| Найменування | Орієнтація | Розмір , | , | , |
| на орієнтацію | на інфільтрацію | інші |
|
|
| Н.с. | З-з | | 270 | 0,8464 | 38 | 0,1 | 0,3 | - | 1,4 | 16970 |
| Н.с. | Ю-в | | 270 | 0,8464 | 38 | 0,05 | 0,3 | - | 1,35 | 16364 |
| П.т. | - | | 6 480 | 1,5553 | 38 | - | - | - | 1 | 1 58323 |
|
| Пл.1 | - | - | Червень 1916 | 2,1215 | 38 | - | - | - | 1 | 11 033 |
| Пл.2 | - | - | Червень 2000 | 4,3215 | 38 | - | - | - | 1 | 5 275 |
| Пл.3 | - | - | Травень 1968 | 8,6215 | 38 | - | - | - | 1 | 2 503 |
| Пл.4 | - | - | 4680 | 14,222 | 38 | - | - | - | 1 | Січень 2505 |
| 2 22973 |
Розрахунок теплоповітряного режиму та повітрообміну
Холодний період року
Вологовиділення бройлерів, :
,
де - Температурний коефіцієнт вологовиділення (таблиця 4);
- Вологовиділення одним птахом (таблиця 3), ;
- Число птахів.
;
Додаткові вологовиділення в зимовий період становлять 5% від загального вологовиділення:
,
Розрахунок вологи випаровується при сушінні посліду:
,
де P-маса посліду від одного птаха, кг / добу; z-частка усушки посліду за одну добу; k-число прибирання посліду на добу (k = 1 при підлоговому утриманні);
(Кг / год),
Сумарні вологовиділення:
.
Розрахуємо кількість , Що виділяється птахом, :
,
де - Температурний коефіцієнт виділень і повних тепловиділень;
- Кількість , Що виділяється одним птахом, .
;
Визначимо тепловий потік повних тепловиділень, :
,
де - Тепловий потік повних тепловиділень одним птахом (таблиця 3), .
;
Тепловий потік теплонадлишків, :
,
де Ф ТП - потік тепловтрат (S Ф ТП таблиця 6) .
Кутовий коефіцієнт (тепловологісної відношення), :
.
Повітрообмін в холодний період
Зробимо розрахунок вентиляційного повітря, , З умови видалення виділяються:
,
де - Сумарні вологовиділення всередині приміщення, ;
- Щільність повітря, ;
і - Вологи внутрішнього і зовнішнього повітря, .
З діаграми вологого повітря по рис.1.1. [2] визначимо і :
, (При 18 і );
, (При і ).
.
,
де - Витрата вуглекислого газу, що виділяється птахами в приміщенні, ;
- ГДК вуглекислого газу в приміщенні (таблиця 2), ;
- Концентрація вуглекислого газу в зовнішньому (припливному) повітрі, , (Приймають 0,3 - 0,5 , Стр.240 [2]).
.
,
де - Норма мінімального повітрообміну на 1ц живої маси, ; ([2] табл.10.11),
- Жива маса птиці, .
- Маса всіх птахів.
.
В якості розрахункового значення витрати повітря в холодний період приймаємо найбільший, тобто .
Перехідний період року
Для перехідного режиму року вологовиділення птахами:
;
Додаткові вологовиділення в перехідній період становлять 5% від загального вологовиділення.
,
Розрахунок вологи випаровується при сушінні посліду:
,
де P-маса посліду від одного птаха, кг / добу; z-частка усушки посліду за одну добу; k-число прибирання посліду на добу (k = 1 при підлоговому утриманні);
(Кг / год),
Визначимо сумарні вологовиділення:
.
Тепловий потік повних тепловиділень:
Тепловий потік теплонадлишків, :
,
де - Тепловий потік повних тепловиділень тваринами в перехідний період, ;
- Тепловий потік тепловтрат через огороджувальні конструкції в перехідний період, .
,
де і - Розрахункові температури внутрішнього і зовнішнього повітря в перехідний період, .
;
;
;
.
.
Визначимо кутовий коефіцієнт, :
.
Повітрообмін в перехідний період.
Розрахуємо витрата вентиляційного повітря, , З умови видалення водяних парів:
.
Вологовміст внутрішнього повітря:
.
Вологовміст зовнішнього повітря визначимо за - Діаграмі при параметрах і .
.
.
.
Для перехідного періоду року розраховується повітрообмін тільки для видалення водяних парів:
Теплий період року
Визначаємо вологовиділення птахами, :
,
де - Температурний коефіцієнт вологовиділення;
- Вологовиділення одним птахом, ;
- Число птахів.
;
Випаровування вологи з відкритих водних і змочених поверхонь:
,
Розрахунок вологи випаровується при сушінні посліду:
,
де P-маса посліду від одного птаха, кг / добу; z-частка усушки посліду за одну добу; k-число прибирання посліду на добу (k = 1 при підлоговому утриманні);
(Кг / год),
Сумарні вологовиділення:
.
Визначимо тепловий потік повних тепловиділень, :
,
де - Тепловий потік повних тепловиділень одним птахом (таблиця 3),
k t'''= 1.11-температурний коефіцієнт повних тепловиділень (таблиця 4).
;
Тепловий потік теплонадлишків, :
,
де - Тепловий потік від сонячної радіації, .
,
де - Тепловий потік через покриття, ;
- Тепловий потік через зовнішню стіну, .
,
де = 6480 - Площа покриття (таблиця 6);
= 1.5553 - Термічний опір теплопередачі через покриття (таблиця 6);
= 17,7 - Надлишкова різниця температур, спричинена дією сонячної радіації для виду покриття - темний руберойд, (стор. 46 [2]).
.
Тепловий потік через зовнішню стіну:
,
де = 270 - площа зовнішньої стіни, ;
= 0.8464 - термічний опір теплопередачі зовнішньої стіни, .
- Надлишкова різниця температур, 5.92 , (Таблиця 3.13)
;
= 270 ; = 0.8464 ; = 10.2 ,
;
= 78.887 (кВт).
.
Кутовий коефіцієнт, :
.
Повітрообмін в теплий період року
Витрата вентиляційного повітря, , В теплий період року з умови видалення виділяються:
.
Вологовміст зовнішнього повітря визначимо за - Діаграмі (рис. 1.1 [2]) при параметрах і .
.
Вологовміст внутрішнього повітря:
.
.
,
де - Норма мінімального повітрообміну на 1ц живої маси, ;
- Жива маса птиці, .
.
.
В якості розрахункового значення витрати повітря в теплий період приймаємо найбільший, тобто .
Література
Опалення та вентиляція тваринницьких будівель. Методичні вказівки до курсового і дипломного проектування. - Мн. Ротопрінт БАТУ. 2001
Довідник з теплопостачання сільського господарства. Під ред. Л.С. Герасимович та ін: - Мн.; Ураджай. 1993
3.Курсовое проектування з теплотехніки та застосування теплоти в сільському господарстві. Б. Х. Драганов і др.-М.: Агропромиздат, 1991 р.