Архив ZIP - WinRAR / пример задачи

Исходные данные:

Рассчитать систему отопления для промышленного цеха, застройки 1980 года. Если площадь стен 1500м², площадь пола равна площади потолка 1800м². Площадь окон 1000м² (у которых щели притворов 400м). Стены выполнены из шлакоблоков (бетон на доменных и гранулированных шлаках), толщина стен 600мм. В цехе есть печи, поверхность которых 50м², температура стенки печи 45°С, температура проката печи 300°С. Мощность электродвигателя 200 кВт. Мощность освещения 10 кВт. При открытии печей в цех попадают горячие газы 100м³/с с температурой 300°С, есть испарения влаги в количестве 10кг/ч. Поступает металл прокат 5000кг/ч. В цехе работает 50 человек. Выполнить отопление в соответствии с требованиями 2003 года

Составим тепловой баланс для зимнего времени года

1. Найдем теплопотери через ограждающие конструкции:

   1. Потери через наружные стены

Стена - один слой

_{- выбирается по приложению из таблицы № 4}

По СНИП 2003 теплопередача -

_{α [Вт/м}²_{∙град] – коэффициент теплоотдачи.}

- 8,7 Вт/ м² град - коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны стенки жилого дома

- 23 Вт/ м² град - коэффициент теплоотдачи с наружной стороны стенки жилого дома

_{tв=14°С – выбирается по степени тяжести труда}

_{tн= - 26°С – Москва}

_{n=1,1 (с запасом 1,2) – выбирается в зависимости от ориентации здания по сторонам света}

2. Потери через окна

_{к – коэффициент теплопередачи для окон выбирается из лекций}

Заполнение проемов Одинарное остекление без утеплителя .……. 0,35

Одинарное остекление с утеплителем 0,39

Двойное остекление (спаренные переплеты) …………………..……0,44

Двойное остекление (раздельные переплеты) ……………………… 0,49

Тройное остекление в раздельных переплетах 0.75

Одинарное остекление R_о=0,35 м²∙гр/Вт

с. Потери через неплотности оконных рам

G – рассчитывается в зависимости от экспериментальных данных кг/с

Где q кг/м час – плотность потока поступающего воздуха через щель в оконных и дверных проемах через 1 погонный метр длины, для зимнего времени зависит от скорости ветра.

Для ширины щели 1 мм и скорости ветра 5 м/с q =11, 8 кг/м час ( перевести в кг/ м с ) разделить на 3600

l – размер щели, м

а – поправочный коэффициент:

для одинарных рам -1

для двойных рам - 0,4

для ворот и дверей без -2

d. Потери через потолок

Q_пол – расчет по зонам. Расчерчивается пол на сегменты. Расчет в лекциях

Q_коовли – расчет приведен на а лекциях

Принимаем коэффициент теплопередачи через пол и кровлю равными, т,е к= 0,8

Сумма потерь составляет:

2. Расчет тепловыделений

а) Расход тепла на нагрев стали

Теплоемкость стали берется из таблицы №3 0,45 кДж/кг∙°С

б)

теплота парообразования - r для воды 2500кДж/кг

в) выделения теплоты от горячей поверхности печи

г) тепловыделения от горячих продуктов

Введем поправку на время нахождения продукта ≈0,3

д) количество теплоты от горячих газов

Теплоемкость воздуха кДж/кг∙°С

Массовый расход горячих газов

При 300°С

е) тепловыделения от работы электродвигателя и механизмов (станков):

Тепловыделения от оборудования, приводимого в действие электродвигателями, кВт,

,

где N_у — номинальная установленная мощность электродвигателей, кВт; — коэффициент загрузки двигате­ля, равный отношению средней мощности двигателя к номинальной; — коэффициент одновременности работы оборудования; — коэффициент тепловыделения данного оборудования с учетом уноса теплоты из поме­щения с материалами, водой, воздухом и т. д.; , , определяются для конкретного производства по нормативным ведомственным материалам; 0,5-0,8; 0,5-1,0; =0,1-1,0 (для насосов и вентиляторов =0,1-0,3; для ткацких и металлорежу­щих станков = 1,0).

к одновременности, к загрузки и к теплоты – берутся из паспорта цеха

ж) тепловыделения от освещения

Тепловыделения от освещения определяют по формуле

, кВт

где: — суммарная мощность источников освещения, кВт.

Если осветительная аппаратура и лампы находятся вне помещения (на чердаке, за остеклением и т, п.), ко­личество тепловыделений в помещение (видимая и не­видимая теплота) составляет, кВт,

,

где — коэффициент, учитывающий долю теплоты от освещения, поступающую в помещение. Для люминес­центных ламп =0,55, для ламп накаливания =0,85.

Часовой расход энергии на 1 кв. м.производственной площади составляет 32,5 Вт.

Норматив освещенности для бытовых и служебных помещений может быть принят в расходу энергии 10 Вт /м. кв. Для освещения производственных,вспомогательных и бытовых помещений цеха норматив 2100 ч., для лабораторий,конструкторских бюро и служебных помещений. пользующихся в значительной степени естественным светом через окна здания, 500ч. Осветительная нагрузка от дежурного освещения может быть учтена коэффициентом 1,02-1,03 .

з) тепловыделения от людей

Тепловыделения от людей определяются отдельно по количеству явной, скрытой и полной теплоты. При =35° С выделения явной теплоты не учитываются. Скры­тая теплота, выделяемая людьми (теплота, при­шедшая с влагой, выделяемой человеком), кВт;

;

;

;

где n —количество людей в помещении; , и — удельные количества явной, скрытой и полной теплоты, выделяемой одним работающим, Вт (определяется из условий тепло - и влагообмена человека с окружаю­щей средой и приводится в справочниках [19]). Напри­мер, при легкой работе при температуре воздуха в поме­щении , =87 Вт, =29 Вт, q=116 Вт.

q- тепловыделения на одного человека по таблице 7

Общий баланс

Уравнение теплового баланса составит:

Просчитаем теплопотери через стенки с учетом утепления.

Утепляем минеральными блоками с с

Определяем диаметр трубопровода отопления, исходя из того, что

, где