Реферат: Проектирование птичника на 122000 голов
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ
РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра теплотехники
КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Проектирование птичника на 122000 голов
выполнил:
студент гр.2эа Алейчик Д.В.
проверил:
к.т.н., доцент Матвеенко И.П.
Минск – 2009
Задание на курсовое проектирование
Наружные стены | |
Тип (материал) | Толщина, мм |
Силикатный кирпич | 510 |
Внутренняя штукатурка | 30 |
Покрытия совмещённые | |
Тип (материал) | Толщина, мм |
Плита железобетонная | 35 |
Минераловатные плиты | 120 |
Рубероид | 3 |
Асбестоцементный лист | 15 |
Полы | |
Тип (материал) | Толщина, мм |
Цементная стяжка | 20 |
Керамзитобетон | 120 |
Заполнение световых проёмов |
Блоки стеклянные пустотелые |
Теплоноситель |
Горячая вода 70-115 |
Область район |
Брестская область |
Примечание: наружные двери и ворота принять деревянными из сосновых досок толщиной 50 мм.
Аннотация
Курсовая работа представлена расчетно-пояснительной запиской на 34 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 птичника, содержащего 122000 бройлеров, 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
Введение
1 Составление исходных данных
2 Расчет теплопотерь через наружное ограждение
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 теплопотери через ограждающие конструкции
3 Расчет тепловоздушного режима и воздухообмена
3.1 Холодный период года
3.2 Переходный период
3.3 Теплый период
Литература
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**, 0C | Холодный период (параметры Б) | Теплый период (параметры А) | ||
***, | , | , | , | ||
Брестская | -25 | -20 | -18,8 | 22,4 | 49 |
Для переходного периода принимаем температуру наружного воздуха и энтальпию .
По литературе [2] из таблицы 10.3 выписываем параметры внутреннего воздуха в таблицу 2.
Таблица 2. Расчетные параметры внутреннего воздуха
Помещение | Период года | Параметры воздуха | ПДК , | |
, | , % | |||
Помещение для содержания бройлеров | Холодный | 18 | 70 | 2.5 |
Переходный | 18 | 60-70 | 2.5 | |
теплый | 27,4 | 60-70 | 2.5 |
Здесь — расчетная температура внутреннего воздуха,;
— относительная влажность, %;
— ПДК углекислого газа в зоне содержания бройлеров (удельная допустимая концентрация углекислого газа), , принимаем из таблицы 10.4 [2] .
Таблица 3. Выделение теплоты, влаги и
углекислого газа.(таблица 10.9 [2])
Группа животных | Живая масса | Тепловой поток тепловыделений, | Влаговыделения, | Выделения, | Выход помета, г/сут | |
Полных | явных | |||||
Бройлеры | 1.5 | 10.96 | 8.51 | 3.45 | 1.63 | 158 |
Таблица 4. Температурные коэффциенты.
(таблица 10.10 [2])
Периоды года | Температура , | Температурные коэффициенты | ||
Тепловыделений | Влаговыделений Выделений | |||
полных | Явных | |||
Холодный | 18 | 1 | 1 | 1 |
Переходный | 18 | 1 | 1 | 1 |
Теплый | 27,4 | 1,05 | 1,05 | 1,05 |
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, Б | Теплоусвоения, Б | ||
Цементно-песчанный раствор | 1800 | 0,93 | 11,09 |
Керамзитобетон | 1600 | 0,79 | 10,77 |
Силикатный кирпич | 1800 | 0,87 | 10,9 |
Асбестоцементный лист | 1800 | 0,52 | 8,12 |
Плита железобетонная | 2500 | 2,04 | 16,96 |
Цементная стяжка | 1800 | 0,93 | 11,09 |
Минераловатные плиты | 300 | 0,09 | 1,44 |
Рубероид | 600 | 0,17 | 3,53 |
2 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 птицы, (m = 1,5)
— количество бройлеров (n = 122000);
— площадь помещения, (A = 6434 ).
;
Так как, заполнение бройлерами помещения и принимаем для стен и потолков и для наружных стен .
Термическое сопротивление отдельных слоев, :
,
где — толщина слоя, ;
— теплопроводность материала слоя, ;
─ Силикатный кирпич:
;
─ Внутренняя штукатурка:
;
.
.
Проводим расчет для покрытий и перекрытий.
;
─ рубероид:
;
─ минераловатные плиты:
;
─ Плита железобетонная:
; — Асбестоцементный лист
.
.
Проводим расчет для наружных дверей и ворот.
; .
─ сосновые доски:
.
.
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 отношению 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 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 t=18 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 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:
;
;
—не удовлетворяет.
─ для покрытий и перекрытий:
;
;
— удовлетворяет.
─ для наружных дверей и ворот:
;
;
— не удовлетворяет.
В целом делаем вывод о том, что расчетные термические сопротивления перекрытий больше требуемых (т.е. удовлетворяют санитарно гигиеническим нормам). Однако двери и стены нуждаются в дополнительном утеплении.
2.4 Расчет площадей отдельных зон пола
A=96000 mm; B=72000 mm.
Рис.1. Зоны пола рассчитываемого помещения.
;
;
;
;
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;
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 | |||
Н.с. | С-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. | — | 6480 | 1,5553 | 38 | — | - | — | 1 | 158323 | |
Пл.1 | — | - | 616 | 2,1215 | 38 | — | — | — | 1 | 11033 |
Пл.2 | — | - | 600 | 4,3215 | 38 | — | — | — | 1 | 5275 |
Пл.3 | - | - | 568 | 8,6215 | 38 | - | - | - | 1 | 2503 |
Пл.4 | — | - | 4680 | 14,222 | 38 | — | — | — | 1 | 12505 |
222973 |
3 Расчет тепловоздушного режима и воздухообмена
3.1 Холодный период года
Влаговыделения бройлеров, :
,
где — температурный коэффициент влаговыделений (таблица 4);
— влаговыделение одной птицей (таблица 3), ;
— число птиц.
;
Дополнительные влаговыделения в зимний период составляют 5% от общего влаговыделения:
,
Расчет влаги испаряющейся при сушке помета:
,
где P-масса помета от одной птицы, кг/сут;z-доля усушки помета за одни сутки;k-число уборки помета в сутки(k=1 при напольном содержании);
(кг/ч),
Суммарные влаговыделения:
.
Рассчитаем количество , выделяемого птицей, :
,
где — температурный коэффициент выделений и полных тепловыделений;
— количество , выделяемого одной птицей, .
;
Определим тепловой поток полных тепловыделений, :
,
где — тепловой поток полных тепловыделений одной птицей (таблица 3), .
;
Тепловой поток теплоизбытков, :
,
где ФТП – поток теплопотерь (SФТП таблица 6) .
Угловой коэффициент (тепловлажностное отношение), :
.
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 18и );
, (при и ).
.
─ углекислого газа:
,
где — расход углекислого газа, выделяемого птицами 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, ;([2] табл.10.11),
— живая масса птицы, .
— масса всех птиц.
.
В качестве расчетного значения расхода воздуха в холодный период принимаем наибольший, т.е. .
3.2 Переходный период года
Для переходного режима года влаговыделения птицами:
;
Дополнительные влаговыделения в переходной период составляют 5% от общего влаговыделения.
,
Расчет влаги испаряющейся при сушке помета:
,
где P-масса помета от одной птицы, кг/сут;z-доля усушки помета за одни сутки;k-число уборки помета в сутки(k=1 при напольном содержании);
(кг/ч),
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, :
.
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 птицами, :
,
где — температурный коэффициент влаговыделений;
— влаговыделение одной птицей, ;
— число птиц.
;
Испарение влаги с открытых водных и смоченных поверхностей:
,
Расчет влаги испаряющейся при сушке помета:
,
где P-масса помета от одной птицы, кг/сут;z-доля усушки помета за одни сутки;k-число уборки помета в сутки(k=1 при напольном содержании);
(кг/ч),
Суммарные влаговыделения:
.
Определим тепловой поток полных тепловыделений, :
,
где — тепловой поток полных тепловыделений одной птицей (таблица 3),
kt’’’ =1.11– температурный коэффициент полных тепловыделений(таблица 4).
;
Тепловой поток теплоизбытков, :
,
где — тепловой поток от солнечной радиации, .
,
где — тепловой поток через покрытие, ;
— тепловой поток через наружную стену, .
,
где =6480 — площадь покрытия (таблица 6);
=1.5553 — 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 наружную стену:
,
─ для стены А
где =270 — площадь наружной стены, ;
=0.8464 — термическое сопротивление теплопередаче наружной стены, .
— избыточная разность температур,5.92 ,( таблица 3.13)
;
─ для стены В
=270 ; =0.8464 ; =10.2,
;
=78.887 (кВт).
.
Угловой коэффициент, :
.
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 птицы, .
.
.
В качестве расчетного значения расхода воздуха в теплый период принимаем наибольший, т.е. .
Литература
1. Отопление и вентиляция животноводческих зданий. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. – Мн. Ротопринт БАТУ. 2001 г.
2. Справочник по теплоснабжению сельского хозяйства. Под ред. Л.С. Герасимович и др.: — Мн.; Ураджай. 1993 г.
3.Курсовое проектирование по теплотехнике и применению теплоты в сельском хозяйстве. Б.Х.Драганов и др.-М.: Агропромиздат,1991 г.