ПЗ КП ТОПМ п

7. ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

7.1. Описание плана цеха

В соответствии с условиями производства здания цеха переработки молока подразделяют на помещения: основные производственные, вспомогательные помещения, общетехническое хозяйство, санитарно – техническое отделение, отделения для содержания скота.

К основным производственным отделениям относят: моечное 21,2 м²; производственное – 100 м²; холодильная камера – 17,5 м²; приемное – 68 м²; компрессорная – 24м².

Все основные отделения сблокированы. Одно здание разделено на самостоятельные помещения. Они располагаются так, чтобы обеспечить максимальную производительность производства, удобную связь производственных помещений со вспомогательными.

К вспомогательным отделениям относят слесарную – 7,3м³, склады общей площадью 26,79 м², лаборантскую – 15 м², склад химических материалов -21 м², кабинет начальника цеха -12 м².

7.2. Расчет вентиляции, отопления, освещения

Определим воздухообмен W_т (м³/ч) для удаления избыточного тепла:

(1)

где Q_изб - суммарное количество избыточной теплоты, выделяемой в помещении источниками теплоты, Вт;

с – теплоемкость сухого воздуха, Дж/(кг·К);

p – плотность приточного воздуха, кг/м³;

t_в.в. – температура в помещении, ⁰С;

t_в.н. – расчетная температура наружного воздуха, ⁰С.

Q_изб=32186 кДж =8947,7 Вт находим из инструкции по нормированию тепловой энергии:

Определим скорость воздушного потока в арационном канале:

(2)

где ψ₁ – коэффициент, учитывающий сопротивление воздуха в канале;

Н_Т – перепад давлений, Па;

p_в.н. – плотность наружного воздуха, кг/м³.

Найдем суммарную площадь вытяжных каналов:

(3)

где W – необходимый воздухообмен, м³/ч.

Определим число вытяжных устройств:

(4)

где f_с –площадь сечения вытяжных устройств, f_с=0,16

Принимаем 3 вытяжных устройства.

Найдем площадь сечения аэрационных отверстий S_с при ветровом напоре:

(5)

где τ – коэффициент расхода, зависящий от условия истечения, τ=0,35;

υ_в – скорость ветра, м/с.

Диаметр патрубка найдем по формуле:

(6)

где W_д – производительность дефлектора, м³/ч;

υ_д – скорость воздуха в патрубке, м/с.

(7)

υ_д=0,25·3=0,75м/с, (8)

Для расчета механической вентиляции определим производительность вентилятора:

W_в=k_з·W_в,, (9)

где k – коэффициент запаса мощности, k=(1,2…2,0);

W_в – воздухообмен, м³/ч;

W_в – 1,3 · 1579=2052,7 м/с

Рассчитаем потери напора по прямым участкам:

(10)

где φ_Т – коэффициент, учитывающий сопротивление труб (для железных φ_Т=0,02);

υ_ср – средняя скорость воздуха на рассчитываемом участке воздушной сети, для прилегающих к вентилятору участков принимают 8…12 м/с, а на удаленных – 1…4 м/с;

l_Т – длина участка трубы, м;

d_Т – принятый диаметр трубы, м.

Местные потери напора в колене, жалюзи:

Н_м=0,5φ_мυ²_прp_в, (11)

где φ_м – коэффициент местных потерь напора: колено α=90⁰, φ_м=1,1; жалюзи – вход φ_м=0,5; жалюзи – выход φ_м=3,0.

Н_м=0,5·4,6·10²·1,2=276 Па

Суммарные потери напора на участке:

Н_уч=Н_п.п+Н_м=12+276=288 Па (12)

Зная величину потерь по длине воздухопровода выберем вентилятор: номер №, КПД-η_в, безразмерное число А.

η_в=0,56; А=2500; №=4

Число оборотов вентилятора n_в определяют по формуле:

, (13)

Принимем 750 мин^-1.

Расчет мощности Р_дв, кВт, электродвигателя для привода вентилятора выполняют по формуле:

, (14)

где Н_в – напор вентилятора, Па;

W_в- производительность вентилятора, м³/ч;

η_в – КПД вентилятора;

η_п – коэффициент полезного действия передачи, η_п=0,90…0,95. Принимаем η_п=0,95.

я

Принимаем 2,2 КВт, выбираем электродвигатель марки 4А112МА8:

Р_м=2,2 кВт; n₀=750об/мин^-1_; n_н=700 об/мин; I_н=6,2А; η=74%.

Потребность воды в сутки находят:

(15)

где α_с – коэффициент суточный неравномерности водопотребления (α_с=1,1…1,8);

q_i – суточная норма потребления воды одним потребителем, м³;

n_i – число потребителей, имеющих одинаковую суточную норму водопотребления.

Q_{сут.мах}=1,2·30·1=36 м³

Находим часовой и среднесуточный расход воды:

(16)

(17)

где α_ч – коэффициент часовой неравномерности (α_ч=2,5);

Расчетный расход воды (м³/ч) на участках водопровода определяют, считая с самого отдаленного потребителя по формуле:

(18)

где Q_пож- пожарный расход воды на участке ,(м³/ч), (Q_пож=10 л/с);

Q_п- путевой расход воды на участке, (м³/ч);

Q_р=7, 4+10+0, 5·2, 7=19,75 л/с

Диаметр труб на каждом участке:

(19)

где υ – скорость воды в трубопроводе, м/с (рекомендуется принимать υ=0,75…1,9 м/с).

dр=0,15 м.

Потери напора по длине трубопровода находим по формуле Дареи-Вейсбаха:

(20)

где λ – коэффициент трения по длине труб можно принять разным 10% от потерь по длине трубопровода (λ=0,02…0,03);

l – длина трубопровода, м;

d - диаметр трубопровода, м.

Местные потери напора для длинных труб можно принять равным 10% от потерь по длине, затем вычисляют суммарные потери напора по отдельным участкам ().

Напор насоса или высоту напорной башни определяют из условия обеспечения необходимого напора в наиболее удаленной точке по формуле:

H=Σh+Z_max – Z₀ + h_c,, (21)

где Z_max- максимальная геометрическая высота точки на магистральной линии, м;

Z_о-геометрическая высота расположения насосной станции или водонапорной башни, м;

h_с – свободный напор (h_с=10 м), м.

Н =0,102+0,50+16+10=26,602 м

Объем водонапорной башни можно определить по следующей формуле :

V_б = V_р + V_п,

где V_р – регулируемая вместимость башни, (V_р= 0,05…1), м;

V_б – при автоматической работе насоса;

V_п – объем воды для пожаротушения, м³.

V_п=(Q_с.мах+Q_пож)=0,6· (1,4+10)=10,4м³

Подачу насоса определяют по уравнению:

(24)

Т- принятое время насосов в сутки, ч;

α- коэффициент, учитывающий собственные потери (α=1,05…1,1).

По часовой подаче и напору выбирают насос.

Мощность электродвигателя для привода насоса вычисляют по формуле:

(25)

где k – коэффициент запаса (k=1,1…1,3);

p – плотность воды, кг/м³;

η_м – КПД насоса (η_м=0,6…0,9);

η_п – КПД передачи (η_п=0,9…0,98).

Расчет отопления. Количество тепла, необходимое для отопления помещения определяют по формуле:

Q_от =Q_в+Q_пр+Q_сл+Q, (26)

где Q_в – количество теплоты, уносимое потоком воздуха при вентиляции, кДж/ч;

Q_пр – количество теплоты, теряемое через стены, окна, потолки, кДж/ч;

Q_сл – количество теплоты, уносимое через открываемые двери (Q_сл=0,10…0,15)·(Q_в + Q_окр), кДж/ч;

Q – количество теплоты, выделяемое технологическими источниками теплоты, кДж/ч.

Значение Q_в находят:

Q_в=V_p·C·(t_в-t_н), (27)

где V – расчетный воздухообмен, м³/ч;

p – плотность воздуха при t_н, кг/м³;

t_в, t_н – соответственно температура воздуха внутри и снаружи помещения, ⁰С;

С – теплоемкость воздуха, С=1,3 кДж/кг⁰С.

Q_в=141· 2,209 · 1,3 · (18-10) = 3239,3 кДж/ч..

Тепловые потери определяют:

Q_пр=Σk·F·(t_в – t_н), (28)

где k – коэффициент теплоотдачи, кВт/м²·⁰С;

F- поверхность отражения, м².

Коэффициент теплопередачи рассчитывают по формуле:

(29)

где α_в – коэффициент теплопередачи от окружающей среды к внутренней поверхности ограждения (для стен и потолков α_в=2,1·10^-6 кВт/м²·ч);

δ – толщина теплопередачи от наружной поверхности к окружающей среде (для стен и потолков α_н=8,8·10^-6 кВт/м²·ч);

λ – коэффициент теплопроводимости материалов ограждения кВт/м²·ч.

Тогда:

Q_пр=1,1·10⁶ · 0,12 · (18-10)=1056,0 кДж/ч.

Количество теплоты выделяемое технологическими источниками теплоты определим:

Q=F· k · Δt ·τ, (30)

F – площадь теплообмена, м²;

k – коэффициент теплопередачи, Вт/м²· С;

τ – продолжительность процесса передачи тепла, ⁰С.

Q=8·12· 11·10 =10560 кДж/ч.

Расчет искусственного освещения. Электрическое освещение помещения рекомендуется рассчитывать по следующему плану:

- выбрать источник света и тип светильника в зависимости от характера помещения и предлагаемой мощности ламп;

- разместить светильники и рассчитать мощность одной лампы;

- установить, согласуются ли результаты освещения с соответствующими нормами.

Для составления проекта внутреннего электрического освещения требуются следующие исходные данные:

- планы и разрезы помещения с указанием расстановки в них технологического оборудования;

- характеристика производственного оборудования и производственных помещений.

Для искусственного освещения принимают в настоящее время люминесцентные лампы. Светильная установка с такими лампами создает более высокий уровень освещенности, благодаря спектральному составу излучения.

Освещение будем рассчитывать методом коэффициента использования светового потока: обоснование системы освещения и тип ламп.

Выбираем люминесцентную лампу АБ-40-4.

Высота подвеса ламп Н_р=3,5 м, выбираем оптимальное расстояние между светильниками L_опт=1,6м.

Определим наивыгоднейшее расстояние между светильниками:

L=L_опт · Н_р=1,6 · 3,5 = 5,6 м (31)

Определим количество рядов светильников:

(32)

Принимаем m=3.

Определим расстояние от стен до светильников:

L_ст=(0,4…0,5) · L=0,4 · 5,76 =2,24 м (33)

Определим расстояние рядами светильников:

(34)

Определим расстояние между светильниками в ряду:

(35)

Найдем количество светильников в ряду:

(36)

где b-длина помещения (b=20), м.

Вычислим расстояние между светильниками в ряду:

(37)

Определим количество для освещения помещения:

n=m·n₁=3·4=12 шт.

Определим индекс помещения по формуле:

(38)

Найдем коэффициент отражения стен и потолка: p_ст=0,3; p_пот=0,5.

Определим коэффициент использования осветительной установки: η=0,85.

По нормам освещенности принимаем Е_min=100 Лк и коэффициент запаса неравномерности распределения светового потока выбираем k=1,1.

Определим расчетный световой поток одной лампы:

(39)

где S – помещения, м².

S=a · b=12·20=240м²;

Выбираем ближайшую по световому потоку лампу ЛБ 80-4 с F_п.р.=5220 Лм. Световой поток выбранной лампы не должен превышать расчетной больше, чем на 20% и ниже рассчитанного на 10%.

Определим фактическую освещенность:

Разница между фактической и нормированной освещенностью составляет 8,33%, значит лампа выбрана верно.

Установленная мощность на освещение:

P_уст = n · P_л (40)

где Р_л – мощность одной лампы (Р_л=80), Вт;

P_уст =12 · 80 =960 Вт