Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теплогазоснабжение и вентиляция. Учебное пособие для студентов направления «Строительство» профиля «Экспертиза и управление недвижимостью»
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ
АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
__________________________________________________
Кафедра «Теплоэнергетика железнодорожного
транспорта»
Л.А. Воронова, Н.Б. Горячкин, А.С. Селиванов
ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ
Учебное пособие
для бакалавров направления «Строительство» профиля
«Экспертиза и управление недвижимостью»
Москва – 2020
1
УДК 627
В 75
Воронова Л.А., Горячкин Н.Б., Селиванов А.С. Теплогазоснабжение и вентиляция: Учебное пособие для студентов направления «Строительство» профиля «Экспертиза и
управление недвижимостью». – М.: РУТ (МИИТ), 2020. –
232 с.
В учебном пособии рассмотрены основы технической
термодинамики, теплопередачи, изложены вопросы, связанные с теплоснабжением, газоснабжением городов и
населенных пунктов, а также с системой вентиляции производственных, общественных и жилых помещений.
Учебное пособие предназначено для студентов по
направлению подготовки бакалавров 08.03.01 «Строительство» профиля «Экспертиза и управление недвижимостью».
Рецензенты:
Трошко И.В. – доцент кафедры «Наземные транспортнотехнологические средства» РУТ (МИИТ), кандидат технических наук.
Стоякин Г.М. – главный специалист по отоплению, вентиляции и кондиционированию ООО «Проектное бюро
АПЕКС».
© РУТ (МИИТ), 2020
2
ВВЕДЕНИЕ
Большую часть жизни человек проводит в помещениях
(жилых, общественных, производственных зданиях) и на
транспорте.
Температура, влажность и другие параметры воздушной среды имеют большое значение для жизнедеятельности человека, сохранности зданий и сооружений, для нормального ведения технологических процессов в промышленности. Параметры естественного климата часто не
комфортны и человек создает внутри помещений искусственные климатические условия – определенный микроклимат. Для этого необходимо обустроить отопительные и
вентиляционные установки.
Под микроклиматом помещения понимается совокупность теплового, воздушного и влажностного режимов в
их взаимодействии.
Жизнедеятельность человеческого организма (дыхание, пищеварение, работа мышц) связана с выделением
теплоты, углекислоты и влаги. Для поддержания теплового
баланса и нормальной температуры (36,6 оС) организм отводит лишнюю теплоту в окружающую среду. Нарушение
теплового баланса ухудшает самочувствие, снижает трудоспособность человека. Организм способен к терморегуля-
3
ции – поддержанию указанного баланса, но для этого
необходимы комфортные условия окружающей среды.
В холодное время года человек вынужден иметь в помещениях внутреннюю температуру воздуха tв выше
наружной tн. Процесс поддержания такой внутренней температуры называется отоплением.
Воздушное пространство помещений надо рассматривать и как среду, вдыхаемую человеком, учитывая имеющиеся в ней загрязнения. Даже в жилой, но непроветренной комнате у человека возникают головная боль, тошнота. В промышленных зданиях основным источником загрязнения воздуха являются технологические выбросы.
Могут выделяться ядовитые газы и пары: окись углерода,
сероводород, аммиак, формалин, азотная кислота, хлор,
окиси металлов, пары ртути и т.п., содержание которых в
воздухе допускается в крайне небольших концентрациях
(от 0,02 мг/л – для окиси углерода до 0,00001 мг/л – для
паров ртути).
Помимо борьбы с избыточной влагой и вредными газами и парами важной задачей вентиляции является борьба
с запыленностью воздушной среды. Пылинки раздражают
слизистые оболочки, проникают с воздухом в легкие, ранят их и одновременно вносят болезнетворные бактерии.
4
Оседая в помещениях, пыль разлагается и выделяет неприятные запахи.
Отопительные (теплоснабжающие) установки – сочетание устройств для выработки теплоты и транспорта теплоносителя, для нагревания помещений хозяйственнобытового и производственного назначения.
Вентиляционные установки – устройства для подачи в
помещения чистого и удаления из них (часто непосредственно от технологического оборудования) загрязненного
воздуха. Системы вентиляции обеспечивают нагрев (охлаждение), очистку, увлажнение (осушку) приточного воздуха, а также очистку загрязненного, удаляемого в атмосферу.
Интересные сведения из истории развития теплоснабжения и вентиляции:
1. В первобытном обществе костер был универсальным
средством: он служил для отопления, приготовления пищи
и обжига глиняных изделий, а через входной проем жилище вентилировалось.
2. Позже применяли очаги из «диких» камней, а далее –
глинобитные печи. Те и другие топили «по-черному». Уже
в средние века печь была дополнена трубой для отвода
5
дыма в атмосферу. У славян такая печь стала называться
«белой», или «русской» печью.
3. С начала ХVШ века шло успешное совершенствование
печей, особенно русскими специалистами. Возникло отопление теплым воздухом, подогретым топочными газами, система, названная за границей «русской системой».
4. Зачатки централизованного отопления и вентиляции относятся также к древним временами, когда появились камины, подпольное огневое отопление, устройство в стенах
дымоотводных и вентиляционных каналов (раскопки в
Крыму, на Ближнем Востоке, в Китае, Греции). В античном Риме применялось отопление водой – «термальной» из
горячих источников и специально подогретой в простейших котлах.
5. Большое влияние на прогресс отопительновентиляционной техники оказала промышленная революция. В ХVШ веке в связи с созданием паровой машины
стали шире использовать пар, а потом и горячую воду,
осуществлять центральное паровое и водяного отопление.
6. В ХIХ веке развивалась теория и практика отопления и
вентиляции. Ценнейший вклад внесли отечественные специалисты. Н.А. Львов издал труд «Русская пиростатика».
А.А. Саблуков изобрел первый вентилятор. Начали приме-
6
нять насосы и вентиляторы в электродвигателе. И.И. Свиязев опубликовал работу по расчету печей, а И.И. Флавицкий создал теорию о влиянии параметров воздушной среды на самочувствие человека.
7. Итоги первой половины ХХ века свидетельствуют о
значительном прогрессе централизованного теплоснабжения и вентиляции. Создано автоматическое управление
этой техникой, обеспечивающее строгое поддержание требуемого микроклимата в помещениях.
7
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОПЛИВЕ
Физическое
состояние
Естественное
Искусственное
Твердое
Древесина, торф,
бурый уголь, каменный уголь,
антрацит, горючие сланцы
Кокс, полукокс, торфяные и буроугольные
брикеты, топливные
гранулы
Жидкое
Нефть
Бензин, керосин, дизельное топливо, сланцевое масло, мазут,
топливо печное бытовое
Газообразное
Природный газ,
попутный нефтяной газ
Крекинг-газ, пиролизный, полукоксовый,
коксовый, доменный,
генераторный, газ подземной газификации
угля
По своему физическому состоянию органическое топ-
ливо делится на твердое, жидкое и газообразное, а по происхождению на естественное, добываемое из недр земли, и
искусственное, получаемое путем химической или механической переработки естественного топлива. Основные
виды топлива приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1.
Виды органического топлива
8
1.1. Состав топлива
Топливо в том виде, в каком оно поступает в топку и
сжигается, называется «рабочим топливом». В состав рабочего топлива (твердого и жидкого) входят компоненты
горючей части: углерод С, водород Н, кислород О, азот N,
сера S и балласта топлива: зола А и влага W. Причем кислород и азот, которые не горят, относят к горючей части
топлива условно.
Выражая компоненты топлива в процентах, отнесен-
ных к 1 кг массы, получим уравнение состава рабочего
массы топлива:
Ср + Нр + Ор + Nр + S
р
+ Ар + Wр = 100%.
л
Сера в твердом топливе присутствует в виде горючих
органических соединений (органическая Sо), минерального горючего соединения с железом FeS2 (колчеданная Sк) и
в виде негорючих сульфатов кальция и железа (сульфат-
ная сера Sс). Сумму органической и колчеданной серы
называют летучей серой Sл = Sо + Sк. Сумму всех видов
серы называют общей серой SОб = SЛ + SС. В жидком топливе сера летучая представлена сераорганическими соединениями Sо, небольшая часть может быть в свободном состоянии S и в виде растворенного сероводорода Н2S. Негорючая сера входит в состав минеральных примесей (золы).
9
В товарных сертификатах состав топлива обычно при-
% 100
СБСБСБ
Г
СБСБ
NOSНС
100
100
РР
WАК
КMМ
СБP
ii
СБ
i
М
водят на сухую беззольную (ранее горючую) массу:
Он не зависит от величины балласта и поэтому более стабилен для конкретного топлива. В лаборатории легко
определить влажность Wр и зольность Ар топлива и получить коэффициент пересчета с сухой-беззольной на рабочую массу топлива:
Содержание i – го компонента в рабочей массе топлива:
где
– содержание компонента в сухой беззольной
,
массе топлива, %.
Газообразное топливо представляет собой смесь различных горючих и негорючих газов. В состав природного
и попутного газа входят метан СН4 (50-98%), этан С2Н6,
пропан С3Н8, бутан С4Н10, реже пентан С5Н12 и негорючие
углекислый газ СО2, азот N2, кислород О2.
Основными компонентами искусственного газообразного топлива являются окись углерода СО, водород Н2,
метан СН4, углекислый газ СО2 и азот N2. В газообразном
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]