Свинарник-маточник на 300 мест
Свинарник-маточник на 300 мест
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
на тему: «Свинарник-маточник
на 300 мест»
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
свинарника, содержащего 300 свиней, 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.
Введение
Теплоснабжение 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
|
-21
|
-19,9
|
22,4
|
49
|
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
|
70
|
2
|
Переходный
|
20
|
40–75
|
2
|
теплый
|
27,4
|
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 свиньями
Группа животных
|
Живая масса
|
Тепловой поток тепловыделений,
|
Влаговыделения,
|
Выделения,
|
Полных
|
явных
|
Свиноматки
|
200
|
376
|
271
|
155
|
48,5
|
Таблица 4. Температурные коэффициенты для
свиней
Периоды года
|
Температура ,
|
Температурные
коэффициенты
|
Тепловыделений
|
Влаговыделений Выделений
|
полных
|
Явных
|
Холодный
|
20
|
0,9
|
0,67
|
1,5 0,9
|
Переходный
|
20
|
0,9
|
0,67
|
1,5 0,9
|
Теплый
|
27,4
|
0,865
|
0,33
|
2,25 0,865
|
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
|
Кладка из силикатного кирпича
|
1800
|
0,87
|
10,9
|
Внутренняя штукатурка
|
1600
|
0,81
|
9,76
|
Рубероид
|
600
|
0,17
|
3,53
|
Цементная стяжка
|
1800
|
0,93
|
11,09
|
Керамзитобетон
|
1800
|
0,92
|
12,33
|
Двери и ворота деревянные из сосновых досок
|
500
|
0,18
|
4,54
|
Минераловатные плиты
|
350
|
0,11
|
1,72
|
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 ограничиваю-
щей
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, (m = 200)
– количество животных (n = 300);
– площадь помещения, (A = 2655 ).
;
Так как,
заполнение животными помещения и
принимаем для стен и потолков .
Термическое
сопротивление отдельных слоев, :
,
где – толщина слоя, ;
– теплопроводность материала слоя, ;
─ Кладка из силикатного кирпича
;
─ Внутренняя штукатурка:
.
.
.
Проводим
расчет для покрытий и перекрытий.
;
─ рубероид:
;
─ минераловатные плиты:
;
─ воздушная прослойка 50 мм:
;
─ доски сосновые:
;
.
.
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 двойное остекление в металлических
переплетах
.
Проводим
расчет для различных зон пола.
Сопротивление
теплопередаче полов:
,
где – сопротивление теплопередаче
рассматриваемой зоны неутепленного
пола,;
– толщина утепляющего слоя,;
– теплопроводность утепляющего слоя,.
Сопротивление
теплопередаче (стр. 39 [2]) 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 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:
;
;
– не удовлетворяет.
─ для покрытий и перекрытий:
;
;
– не удовлетворяет.
─ для наружных дверей и ворот:
;
;
– удовлетворяет.
─ для световых проемов:
;
;
– удовлетворяет.
В целом делаем
вывод о том, что расчетные термические сопротивления ограждающих конструкций меньше
требуемых, кроме световых проемов и дверей (т.е. не удовлетворяют санитарно
гигиеническим нормам). Все нуждается в дополнительном утеплении.
2.4 Расчет площадей отдельных зон пола
168
172
176
180
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;
Д.о. – двойное
остекление;
Пт. – перекрытия;
Пл1, Пл2, Пл3, Пл4.
– пол.
Площадь окна:
;
площадь окон:
;
Тепловой поток
теплопотерь для окон, обращённых на северо-запад:
;
Тепловой поток
теплопотерь для стен, обращённых на cеверо-восток:
;
на северо-запад:
;
на юго-запад:
;
Тепловой поток
теплопотерь для различных зон пола:
;
;
;
;
Находим площадь
потолка:
;
Тепловой поток
теплопотерь для перекрытий:
;
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 тепловыделений;
- 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), :
.
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, :
.
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’’’ =0.865 – 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 =2655 – площадь
покрытия (таблица 6);
=1,18-
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
Страницы: 1, 2
|