2.Выбор необходимых электрокалориферных установок, вентиляторов и способа ликвидации дефицита вентиляционного воздуха и определение мощности электродвигателя привода вентилятора.

2.1. Выбор необходимых электрокалориферных установок.

Согласно расчету для поддержания заданного температурного режима t_B=10⁰C, при температуре наружного воздуха -25⁰С тепловая мощность электрокалориферных установок должна быть P_K=135квт. Исходя из удобства технического обслуживания и проведения ремонтов выбираем две электрокалориферных установок СФОЦ-60/0,5Т суммарной мощностью

которые оснащены центробежными вентиляторами Ц 4-70 N=5, подающими по L_B=4000 м³/ч при напоре 550 Па.

2.2. Выбор вентиляторов и способа ликвидации дефицита вентиляционного воздуха.

Согласно расчету для поддержания необходимой чистоты воздуха в помещении коровника в него необходимо подавать 14500 м³/ч вентиляционного воздуха, в то время как выбранные нами электрокалориферные установки с штатными вентиляторами вместе подадут . Таким образом, налицо дефицит вентиляционного воздуха 6500 м³/ч. При работе вентиляторы Ц4-70 N=5 развивают напор 550 Па, что несколько больше чем требуется, но недостаточно для эжекции недостающего количества вентиляционного воздуха. Для ликвидации дефицита вентиляционного воздуха в вентиляционный канал после калориферов врезаем дополнительный вентилятор Ц 4-70 N=5, который подаст еще 4000 м³/ч вентиляционного воздуха, за счет избытка напора эжекцией, в вентиляционный канал подадим еще 3000-4000 м³/ч вентиляционного воздуха. Во избежание переохлаждения воздуха эжекционную установку оснащаем заслонками для регуляции количества эжектируемого наружного воздуха.

2.3. Расчет мощности электродвигателя привода вентилятора согласно [3,4,5] производится по формуле

,

где L_В – объем вентиляционного воздуха подаваемый вентилятором

L_В=4000 м³/ч

H_B – необходимый напор вентилятора Н/м²

_В=0,85 _пер=0,95 - кпд вентилятора и кпд передачи.

Из электротехнического справочника для привода вентилятора Ц 4-70 выбираем электродвигатель типа АИР9ОВ4УЗ мощностью Р = 2,2 кВт

=80% cos =0,83 I=5A n=1420 об/мин I_пуск = 30А.

3 Тепловой расчет нагревательных элементов

3.1. Принимаем скорость воздушного потока через нагревательные элементы согласно [4,5] в пределах м/с равной V_B=9 м/с.

3.2.Находим критерий Рейнольдса Re, учитывающий условия обтекания нагревателей воздушным потоком, по формуле

где Vв- скорость воздушного потока

D- диаметр нагревателя с оребрением, м D=0,04м

- кинематическая вязкость воздуха =18,5*10^-6 м²/с

3.3.Определение критерия Нуссельта с учетом шахматного размещения нагревателей производится по формуле:

3.4.Определение коэффициента конвективного теплообмена, между оребрением и воздухом производится по формуле:

3.5.Определение температуры воздуха, поступающего из вентиляционного канала в помещение коровника производится по формуле:

где -средняя температура воздуха за отопительный период согласно данным длительных государственных метеонаблюдений для зоны Липецкой и Воронежской областей составляет около -5⁰С.

-температура воздуха на выходе из электрокалорифера СФОЦ60/0,5Т

3.6.Определение площади теплоотдающей поверхности нагревателей необходимой для получения тепловой мощности 67,5 кВт. производится по формуле:

3.7.Выбор нагревательных элементов

Общую мощность электрокалорифера кВт делим на 3 фазы, находим мощность нагревателей подключенных на одну фазу кВт. Мощность нагревателей одной фазы необходимо разделить на 3, т.к. пределы регулирования электрокалориферной установки СФОЦ-60/0,5Т 33,3-100% получим мощность одной ступени регулирования кВт. Принимаем мощность одного ТЭНа равной кВт., тогда на одной ступени регулирования будет

m-нагревателей m=7,5/2,5=3 ТЭНа. Количество ТЭНов на одной фазе m_ф=22,5/2,5=9 ТЭНов, а всего в установке 27 ТЭНов.

В связи с значительным подорожанием алюминиевых сплавов, оребрение ТЭНов в настоящее время выполняется из стальной ленты, которая точечной сваркой приваривается к трубке ТЭНа. Диаметр оребренного ТЭНа 40 мм. или 0,04 м. Диаметр трубки 16мм. длинна активной части l_а=480мм. Полная длинна нагревателя 620мм. Напряжение питания 220В. Температура наружной поверхности оребрения должна быть не выше 180⁰ С. Теплоотдающая поверхность ТЭНа F_тэн=0,25м², тогда теплоотдающая поверхность нагревателей на фазе F_фаз=0,25*9=2,25м²

3.8.Проверка условий охлаждения нагревателей в фазном блоке ТЭНов производится по условию

156,306+22,5<180⁰ 179,4⁰<180⁰

Условие охлаждения выполнено.