Курсовая работа по холодоснабжению / Методическое пособие
.pdf250 350
1 / \ / "
|
|
и |
|
I |
|
|
■ч\\ |
|
" |
I |
|
|
■\ |
\ \ |
х\ |
ч \ \ |
|
\ \ |
\ \ |
|
|
|
п |
1 |
J |
|
. 150 100 . 150 50 50 450
500
Длина кабеля
на обогрев ко
лонны L = 3,3м
310
ю
8 ° °
--
Й
о
со
------------------ Основная система обогрева
------------------ Резервная система обогрева
Рисунок Н.4 - Схема электрообогрева рядовой колонны
111
1 90 0 |
4 0 0 0 |
5 5 0 0 |
0009
0009
0009
0009
4 .рис .См
3 .рис .См
Рисунок Н.5 - Раскладка греющего кабеля
112
Приложение О
ПРИМЕР ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ПРОВЕТРИВАЕМЫХ ПОДПОЛИЙ
ХОЛОДИЛЬНИКОВ.
Пример 1
Исходные данные Холодильник расположен в г. Вологде. Отдельно стоящее здание имеет размеры в
плане 96,0x40,0 м. Высота подполья hn = 0,6 м. Грунт суглинистый Wc = 0,25; WH= 0,1;
Уск.=1400 кг/м3;
Хм=1,5 Вт/м -°С; ^=1,3 Вт/м -°С; С = 2100 кДж/м3 • °С.
Температура в камере tB= -20 °С.
Средняя годовая температура воздуха tHr= 2,2 °С Теплотехнический расчет
1. Количество градусо-суток периода охлаждения Z= 2,2x365 = 8103.
2.Этому количеству градусосуток соответствует сопротивление теплопередаче кон струкции перекрытия, определяемое по таблице 7.7.
Я0=5,3 м2- °С/Вт.
3. Зимнее время определяется по СП 131.13330
тз = 162x24 = 3888 час.
тл = 4872 час.
тл=8760 час.
4.Среднелетняя температура воздуха в соответствии с тем же СП 131.13330
5.*нл= (2,1 + 9,5 + 14,4 + 16,9 + 14,7 + 9 + 2,5)/7 = 9,87 °С
6.Среднегодовая скорость ветра определяется по формуле (10.19)
Сср= 0,5[1/(1 + 0,07)(5,2'0,12 + 4'0,05 + 4,9'0,04 + 60,16 + 5,80,16 + 5,9'0,2 + 5,1'ОДЗ + + 5-0,14) + 1/(1 + 0,13)(4,6-0Д4 + 4-0,18 + 3,7'0,06 + 3,7-0,08 + 3,7'0,08 + 4,4'0Д4 +
+ 3,7-0,15 + 4,3-0,17)] = 4,35 м/с Среднелетняя скорость ветра определяется по формуле (10.29)
Гл=3,61 м/с
7.Требуемая среднегодовая температура воздуха в подполье, исключающая образо вание перелетка, определяется по формуле (10.17)
113
/вп0 = 0,5[1 + (3888/8760)-1,5/1,3] = 0,756 °С
8.Требуемый модуль вентилирования подполья по (10.17)
М= 1/(860-5,3-0,37-4,35)[(0,756 + 20)/(2,2 - 0,756) - 0] = 0,00196 >0.
9.Действительный модуль вентилирования по (10.21)
М= 272-0,6/40-96 = 0,0425 > М = 0,00196.
10.Среднегодовая температура проветриваемого подполья по (10.23)
D = (860-5,3-0,37-4,35-0,0425)/1 = 311,78. /вп=[(311,78 + 0) '2,2 - 20]/(539,82 + 0 + 1) = 2,13 °С.
Так как среднегодовая температура воздуха в проветриваемом подполье /вп больше требу емого значения, равного 0,756 °С, перелетка не образуется, что позволяет использовать проветриваемое подполье как способ защиты грунта от промерзания.
Далее определяем отдельные параметры, необходимые для проектирования 11. По (10.28)
Ал = 330 • 5,3 -3,61 • 0,0425 = 268,3.
12.Методом последовательных приближений находим величины q, Вл, /лп, /зп- а) считаем t3U= 0 °С и по (10.25) находим
?= 1000 • 336- (0,25-0,1) -1400=7,05 ■107 Дж/м3;
по (10.30) находим
Вл= 5,3/607(2 ■1,3 '7,05 1107)/4872 =17,2;
по (10.27)
Сп= [1/2(1 + 268,3X7(295,8 + 4 ( —20 + 268,3'9,87)(1 + 268,3) - 17,2) ]2=
= 9,562 °С;
по (10.26)
t3n= (2,13 18760-9,562 14872) ' 1/3888=-7,18 °С, что отличается от принятого значения 0 °С; б) второе приближение: принимаем /зп—7,5 °С и повторяем расчет.
q = 7,05 • 10?+500-2100-7,5=7,837 • 107 Дж/м;
Вл = 5,3/60^(2 • 1,3 -7,837 • 107)/48 72 =18,065;
tm= [1/(2- 269,3X 7(326,24 + 4 ( —20 + 268,3 '9 ,8 7 ) • 269,3- 18,065) ]2 = 9,55 °С; /зп= (2,13 ■8760-9,55 14872) 11/3888=-7,17 °С
Отличие от принятого t3a = -7,5 °С невелико. Считаем t3n = -7,3 °С 114
13.Глубина сезонного промерзания грунта в подполье по (10.24)
Нм= 60 72-1,5-3888-7,3)/7,837-107 = 1,964 м.
Глубина заложения фундаментов в климатических условиях г. Вологды должна быть не менее 2м.
Пример 2
Исходные данные Холодильник расположен в г.Москва и имеет размеры в плане 96,0Х40,0 м. Высота
подполья hn=0,6 м.
Грунт суглинистый Wc = 0,25; JTH= 0,1;
У с к = 14 0 0 кг/м3; Хм= 1,5 Вт/м -°С; Хт=1,3 Вт/м -°С;
С = 2100 кДж/м3 • °С. Температура в камере /в = -20 °С.
Средняя годовая температура воздуха tHг= 4,1 °С Теплотехнический расчет
1. Количество градусосуток периода охлаждения
Z = 24,1x365 = 8796.
2.Этому количеству градусосуток соответствует сопротивление теплопередаче кон струкции перекрытия над проветриваемым подпольем (табл.8.7)
Ro= 5,4 м2 • °С/Вт.
3. Зимнее время определяется по табл. 1 СП 131.13330.2012 тз = 152 суток = 3650 час.
При этом тл= 365 суток = 8760 час.
тл= 213 суток = 5110 час.
4. Среднелетняя температура воздуха в соответствии с тем же 1 СП 131.13330.2012
/„*= 1 1 ,7 ° С
5. Среднегодовая скорость ветра определяется по формуле (10.19)
^сР= [(4 -9 + 3 ,1 - 7 + 3 ,5 - 1 5 + 4 ,9 -1 6 + 4 , 1 - 2 1 + 4 , 1 - 1 3 + 4 ,4 1 3 ) / ( 1 0 0 + 7 ) + ( 3 ,8 -1 7 +
+ 2,9-10 + 3-10 + 3,4-83,4-6 + 3,3-11 + 3,4-16 + 3,9'22)/(100 + 12)] -0,5 = 3,54 м/с
Среднелетняя скорость ветра по формуле (10.29)
Гл= 3,61 м/с
6.Требуемая среднегодовая температура воздуха в подполье, исключающая образо вание перелетка, определяется по формуле (10.17)
115
4п°=0,5[1+(3650-1,5/(8760)-1,3)]=0,74 °С
7.Требуемый модуль вентилирования подполья по (10.18), где Кп=1, так как здание отдельностоящее:
М= [(0,74 + 20)/(4,1 - 0,74) - 0] / (860'5,4'0,37-3,54) = 0,00101 >0.
8.Действительный модуль вентилирования по (10.21)
Mi = 272-0,6/40-96 = 0,0425 > М = 0,00101.
9. Среднегодовая температура проветриваемого подполья по (10.23)
D = (860-5,4-0,37-3,54-0,0425)/1 = 258,5. *вп=[(258,5 + 0) -4,1 - 20]/(258,5 + 0 + 1) = 4,01 °С
Это величина больше требуемого tBп° = 0,74 °С, что позволяет использовать проветривае мое подполье как способ защиты грунта от промерзания.
10. По (10.28)
Ал=330 • 4,01 -5,4 • 0,0425 = 303,7.
11.Методом последовательных приближений находим величины q, Вл, /лп, /зп: а) считаем t3n= 0 °С и по (10.25) находим
q= 1000 • 336- (0,25-0,1) '1400 = 7,05 • 107Дж/м3;
по (10.30) находим
5 л=5,4/д/(2 ■1,3 '7,05 ■107/5110)/60 =17,02;
по (10.27)
tm= [(V(2 89,68 + 4 ( —20 + 303,7-11,7) - 17,2)/(2 + 304,7) ]2 = 11,41 °С;
по (10.26) определяем температуру зимнего периода в подполье
4п=(4,01 1876011,4 15110)/3650=-6,35 °С,
что отличается от принятого значения 0 °С;
б) второе приближение: принимаем t3a = -6 °С и повторяем расчет. q = 7,05 • 107+500-2100-6=7,7 • 107 Дж/м;
Вл= 5,4д/(2 ■1,3 -7,7 ■107)/5110/ 60 =17,77;
tm = [(7(316 + 4 ( —20 + 303,7-11,7) • 304,7- 17,77)/(2-304,7) ]2= 11,4 °С; ^= (4,01 1876011,4 15110)/3650=-6,33 °С
Отличие от принятого t3n=-6 °С невелико и можем считать /зп = -6,3 °С
12.Глубина сезонного промерзания грунта в подполье
116
Ям= 60 V2-l,5'6,3-3650)/7,7-107 = 1,8 м.
Глубина заложения фундаментов в климатических условиях г. Москвы должна быть не менее 1,8 м.
Пример 3
Исходные данные Холодильник расположен в г. Мурманске. Отдельно стоящее здание имеет размеры
в плане 96,0x40,0 м. Высота подполья hu=0,6 м. Грунт суглинистый Wc = 0,25; WH= 0,1;
Уск.=1400 кг/м3; Хм=1,5 Вт/м °С; Хт=1,3 Вт/м -°С;
С = 2100 кДж/м3 • °С. Температура в камере tB= -20 °С.
Средняя годовая температура воздуха tm= 0,2 °С Теплотехнический расчет
1. Количество градусосуток периода охлаждения
Z = 20,2x365 = 7373.
2.Сопротивление теплопередаче перекрытия подполья, соответствующее величине z в соответствии с таблицей 8.7
Ro= 5,04 м2- °С/Вт.
3.Зимнее время определяется по табл. 1 СП 131.13330.2012 «Строительная климато логия»
т3= 187 • 24 =4488 час.
тл= 4272 час.
тл= 8760 час.
4.Среднезимняя температура воздуха в соответствии с СП 131.13330.2012 tHл= 0,2 °С
5.Среднелетняя температура воздуха в соответствии с СП 131.13330.2012
^нл= (3,4 + 9,3 + 12,6 + 11,3 |
+ 66 + 0,7)/6 = 7,32 °С |
6. Среднегодовая скорость ветра определяется |
по формуле (10.19) |
Гср= 1/2[1/(1 + 0,08)(8,5-0,03 + 4,7'0,03 + 2,8-0,01 + 4,7-0,04 + 6,6-0,58 + 7,5-0,21 + 9,4-0,05 + 8,5-0,05) + 1/(1 + 0,08)(4,9'0,31 + 3,8-0,18 + 3,6-0,04 + 4'0,03 + 4,ГО,2 + 4,3-0,09 + 4,8-0,03 + 5,4-0,07)] = 5,14 м/с
Среднелетняя скорость ветра по формуле (10.29) Гл=3,885 м/с
117
7.Требуемая среднегодовая температура в подполье, при которой исключается обра зование перелетка, определеятся по формуле (10.17)
tBn°=0,5[l+(4488-1,5/8760-1,3)]=0,796 °С
8.Требуемый модуль вентилирования подполья по (10.18)
М= 1/(860-5,04-5,14-0,37)[(0,796 + 20)/(0,2 - 0,796) - 0] = -0,00423 > 0.
9.Действительный модуль вентилирования по (10.20)
Mi = 272-0,6/40-96 = 0,0425 > М = 0,00196.
10. Среднегодовая температура проветриваемого подполья по (10.21, 10.23)
D = (860-5,04-0,37-5,14*0,0425)/1 = 350,3. 4п= [(350,3 + 0) -0,2 - 20]/(350,3 + 1) = 0,413 °С
что меньше требуемой величины среднегодовой температуры воздуха подполья 4п° = 0,796 °С, то есть в грунте подполья будут образовываться перелеток. Таким образом, устройство проветриваемого подполья невозможно.
118
Приложение П
РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТАЛЫХ И МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ
Т аб л и ц а П.1 |
|
Коэффициент теплопроводности грунта, Вт/м °С |
|
Объемная теплоемкость грунта, |
|||||||
Плотность |
Суммарная |
|
|
||||||||
скелета |
влажность |
Песок |
Супесь |
Суглинок и глина |
|
Торф |
|
кДЖ/м3 |
|||
грунта |
грунта Wc |
|
|
|
|
Ьг |
|
|
|
ст |
См |
Уск.т, кг/м3 |
доли еди |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ницы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
100 |
9 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,81 |
1,34 |
4000 |
2300 |
100 |
6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,407 |
0,698 |
2720 |
1680 |
100 |
4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,23 |
0,407 |
1890 |
1260 |
100 |
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,116 |
0,23 |
1050 |
840 |
200 |
4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,81 |
1,34 |
3780 |
2390 |
200 |
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,23 |
0,523 |
2100 |
1470 |
300 |
3 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,93 |
1,4 |
4150 |
2390 |
400 |
2 |
- |
- |
- |
2,09 |
- |
2,09 |
0,93 |
1,4 |
3780 |
2720 |
700 |
1 |
- |
- |
- |
2,09 |
- |
2,04 |
- |
- |
3580 |
2100 |
1000 |
0,6 |
- |
- |
- |
2,04 |
- |
1,92 |
- |
- |
3440 |
2180 |
1200 |
0,4 |
- |
- |
- |
1,92 |
1,57 |
1,8 |
- |
- |
3100 |
2120 |
1400 |
0,35 |
- |
- |
1,8 |
1,86 |
1,57 |
1,69 |
- |
- |
3350 |
2350 |
1400 |
0,3 |
- |
- |
1,75 |
1,8 |
1,45 |
1,57 |
- |
- |
3020 |
2180 |
1400 |
0,25 |
1,92 |
2,15 |
1,57 |
1,69 |
1,34 |
1,51 |
- |
- |
2770 |
2050 |
1400 |
0,2 |
1,57 |
1,86 |
1,34 |
1,51 |
1,1 |
1,22 |
- |
- |
2470 |
1890 |
1400 |
0,15 |
1,4 |
1,63 |
1,1 |
1,28 |
0,87 |
0,99 |
- |
- |
2180 |
1760 |
1400 |
ОД |
1,1 |
1,28 |
0,93 |
1,05 |
0,7 |
0,82 |
- |
- |
1890 |
1740 |
1400 |
0,05 |
0,76 |
0,82 |
0,64 |
0,7 |
0,47 |
0,52 |
- |
- |
1600 |
1470 |
1600 |
0,3 |
- |
- |
1,86 |
1,98 |
1,69 |
1,8 |
- |
- |
3500 |
2470 |
119
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
- |
Продолжение таблицы П. 1 |
|
1600 |
0,25 |
2,5 |
2,74 |
1,8 |
1,92 |
1,51 |
1,69 |
3150 |
2350 |
||
1600 |
0,2 |
2Д5 |
2,38 |
1,63 |
1,75 |
1,34 |
1,51 |
- |
- |
2810 |
2140 |
1600 |
0,15 |
1,8 |
2,04 |
1,45 |
1,57 |
1,05 |
1,22 |
- |
- |
2470 |
2010 |
1600 |
од |
1,45 |
1,63 |
1Д6 |
1,28 |
0,87 |
0,93 |
- |
- |
2160 |
1800 |
1600 |
0,05 |
1,05 |
U |
0,82 |
0,87 |
0,58 |
0,64 |
- |
- |
1820 |
1680 |
1800 |
0,2 |
2,68 |
2,85 |
1,86 |
1,98 |
1,57 |
1,8 |
- |
- |
3160 |
2400 |
1800 |
0,15 |
2,27 |
2,62 |
1,69 |
1,8 |
1,4 |
1,57 |
- |
- |
2770 |
2260 |
1800 |
од |
1,98 |
2,21 |
1,45 |
1,57 |
1,95 |
1,22 |
- |
- |
2410 |
2030 |
1800 |
0,05 |
1,45 |
1,51 |
0,99 |
0,99 |
0,7 |
0,76 |
- |
- |
2030 |
1890 |
2000 |
од |
2,74 |
2,91 |
1,75 |
1,86 |
1,28 |
1,4 |
- |
- |
2630 |
2260 |
2000 |
0,05 |
2,09 |
2Д5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
2260 |
2100 |
Обозначения, принятые в приложении:
Хт Д м- коэффициенты теплопроводности талого и мерзлого грунта соответственно;
Ст, См - объемная теплоемкость талого и мерзлого грунта соответственно;
Уск.т, Уск.м —плотность скелета грунта соответственно в талом и мерзлом состоянии.
Пр имечания:
1.Значения теплофизических характеристик крупнообломочных грунтов допускается определять для песков.
2.Значения теплофизических характеристик засоленных грунтов допускается определять без учета засоленности.
120