Анализ состояния системы теплоснабжения объекта и ее перспективы.



Вместо первого раздела может быть приведен обзор литературы по проблеме проекта.

Тепловые расчеты установок и систем

Этот раздел составляет 45 % от общего объема записки (6-8 с.) и включает в себя:

Определение центра нагрузки и размещение теплового пункта в системе теплоснабжения.

Расчет теплового баланса объекта или системы (теплоснабжения, ГВС, водоснабжения).

Проектирование теплоэнергетической установки. Определение её тепловых мощности и к.п.д.

Расчет тепловой изоляции.

3. Электрические расчеты теплоэнергетических установок и систем. (специальный вопрос 25 % или 3-5 с.)

Литературно-патентный поиск аналогов технических решений. Техническое задание

Расчет и выбор электрической установки систем тепло- и водоснабжения объектов сельскохозяйственного производства или административно-коммунального хозяйства.

Разработка электрической схемы управления теплоэнергетической установкой.

Технические мероприятия по экономии электрической энергии

4 Расчет приведенных затрат. Годовой экономический эффект (10 % или 2 с.)

Заключение

Библиографический список

В зависимости от темы курсовой работы распределение материала и порядок его изложения может меняться по согласованию с руководителем.

Оформление текстовой части пояснительной записки и чертежей выполняется согласно [5].

Графический материал представляют одним листом формата А1 (594x841 мм), где рекомендуется помещать результаты разработок, выполненных по специальному вопросу курсовой работы, в виде схем автоматизации или конструктивных проработок, выполненных в плане научно-исследовательской работы.

 

 


3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

 

3.1 Тепловые расчеты установок и систем

 

В задачу теплового расчета входит:

1)  определение мощности теплоэнергетической установки (ТЭУ) и их количество;

2)  определение массы нагреваемого вещества (объема), габаритных размеров установки или требуемой поверхности нагрева;

3)  расчет теплоаккумуляции и теплоизоляции;

4)  определение времени нагрева (сушки), скорости нагрева.

 

3.1.1 Определение мощности теплоэнергетической установки

 

Расчетная мощность ТЭУ в общем случае определяется как:

, (3.1)

      где Рпол – полезная мощность, Вт;

– сумма потерь мощности в окружающую среду, на нагрев конструкций, потери в подводящих проводах и т.п., Вт;

– к.п.д. тепловой установки.

Полезную мощность определяют одним из следующих способов.

При условии задания температурного режима:

, (3.2)

    где m – масса нагреваемого материала, кг;

 с – удельная теплоемкость материала, Дж/кгС;

 – разность температур нагреваемого материала, оС;

а – скрытая теплота фазового превращения (плавления или испарения), Дж/кг;

– время нагрева, с.

Если мощность не расходуется на изменение агрегатного состояния, а = 0.

Температурные режимы некоторых сельскохозяйственных тепловых процессов приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Температурные режимы

Тепловые процессы Расчетная конечная температура, °С
Нагрев воды для технологических нужд; 85—90
Получение пара низких параметров; 105
Пастеризация молока: – длительная; – кратковременная; – высокотемпературная; 65 71 85—96 98
Запаривание картофеля; 30—40
Подогрев воздуха в электрокалориферах: – для отопления животноводческих и птицеводческих помещений; – для сушки зерна; – семенного; – продовольственного; 60—70   120—140
Обогрев почвы и воздуха в парниках и теплицах. 18—23

 

При известном удельном расходе электроэнергии на нагрев мощность (кВт) можно приближенно определить по формуле:

 

, (3.3)

      где G – производительность установки, кг/ч, м3/ч и т. п.;

 а – удельный расход электроэнергии, кВт×ч/кг, кВт×ч/м3 и т. п. (таблица 3.2), или

, (3.4)

если а отнесено к 1° С, где Dt — разность между конечной и начальной температурами нагрева. В формулы (3.3) и (3.4) к. п. д. не вводится, так как а включает не только полезный расход энергии, но и потери.

Таблица 3.2 – Удельный расход энергии

Процессы Удельный расход электроэнергии
Нагрев воды в водонагревателях-термосах 1,3 кВт×ч/(м3×0С)
Пастеризация молока (при 71° С) 70 кВт×ч/т
Запаривание картофеля 120 кВт×ч/т
Дрожжевание кормов 140 кВт×ч/т

 

Для отопительных установок мощность определяют по аналогичным формулам:

, (3.5)

   где D Р – удельные теплопотери помещения, отнесенные к 1 м2 ограждений F или к 1 м3 внутреннего объема V , например, потери через остекления русского парника составляют 4,5—6 Вт/(м2×°С), потери через ограждения животноводческих помещений —    0,6—1,4 Вт/(см3×°С) и т.д.;

D t – перепад температур внутреннего и наружного воздуха, °С.

Мощность электронагревателей воздуха при сушке определяется как:

, (3.6)

    где L – часовой расход воздуха, кг/ч;  и  – теплосодержание воздуха, до его нагрева и после, Дж/кг. Определяется по J-d диаграмме влажного воздуха.

, (3.7)

    где W – количество испаряемой влаги, кг/ч;  – влагосодержание воздуха вначале и конце сушки, г/кг.

 

, (3.8)

      где П – производительность установки , кг/ч;

 – относительная влажность материала до и после сушки, %.

Приближенным методом полезную мощность можно определить по упрощенным формулам. Например, потребную мощность для покрытия тепловых потерь культивационного помещения можно определить по формуле:

 

, (3.9)

      где к – приведенный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2.оС). К = 7,7 для остекленной теплицы и 5 – для парника;

F – остекленная поверхность, м2 . Для стандартного 20 рамного парника F = 32.2 м2;

 – внутренняя и наружная температуры, оС.

Более точно мощность ЭНУ определяется инженерным методом по уравнению теплового баланса, которое для животноводческих помещений имеет вид:

 

, (3.10)

      где  – теплопотери через ограждающие конструкции, с вентиляцией, на испарение влаги, выделяемые животными, кВт.

Анализ теплового баланса животноводческих и птицеводческих помещений показывает, что в отопительный период 20-30% тепловой энергии теряется через ограждение, 70-80% уходит с отработанным воздухом. Поэтому хотя уменьшение теплопотерь через ограждающие конструкции является важным мероприятием в сокращении потерь, однако оно позволяет лишь частично решить проблему экономии тепловой энергии. Утилизация тепловой энергии достигается применением теплообменных аппаратов, которые позволяют существенно сократить тепловые потери. По принципу действия их разделяют на регенеративные и рекуперативные аппараты.

Для вентиляции помещения предусматриваются несколько приточных каналов, каждый из которых требует применения отдельной ЭКУ (децентрализованная система). Такая система позволяет поддерживать температурный режим в помещении даже при выходе из строя одной или небольшого количества (по сравнению с общим числом) ЭКУ. Децентрализованную систему целесообразно применять тогда, когда не нужно поддерживать температуру в помещении с высокой точностью. Если технология процесса предусматривает создание в едином комплексе отдельных помещений с различными требованиями по температурным режимам, необходимо использовать устройства локального нагрева, которые способны компенсировать различие температурных условий в разных зонах помещения. К недостаткам централизованных систем следует отнести необходимость дополнительных капитальных затрат, связанных с изготовлением и монтажом системы воздухопроводов.

 

3.1.2 Расчет тепловой аккумуляции

 

Электрокалориферные установки и приточно-вытяжные системы работают в режиме свободного электропотребления, что требует дополнительной мощности из энергосистемы при их включении и расчетного сетевого электроснабжения. В связи с этим более рационально использование установок с аккумулированием теплоты.

Основная идея аккумулирования заключается в том, чтобы, не увеличивая генерируемой мощности в системе, мощности трансформаторных подстанций и сечений распределительных сетей, обеспечивать работу электротепловых установок в необходимое по технологическим процессам время, запасая теплоту «впрок». При этом установки могут работать в ночные часы провалов или недогрузки энергосистем, запасая теплоту на требуемое время работы в дальнейшем и не участвуя в максимумах графиков электрических нагрузок.

Устройства аккумуляторного типа, несмотря на преимущества, связанные с возможностью использовать «избыток» электроэнергии в ночные часы, пока не находят широкого применения. Однако в последние годы вопросу об использовании электроэнергии в часы «провалов» суточного графика потребления электроэнергии уделяется все больше внимания.

Аккумулирование теплоты в установках может осуществляться с помощью твердых материалов: бетона, магнезита, шамота, кирпича, чугуна и т.п., формируемых в блоки, а также жидких аккумуляторов: воды, солевых растворов, соляровых масел, антифризов, запасаемых в баках-аккумуляторах.

Работа таких установок имеет циклы зарядки и разрядки. В период зарядки включается нагревательное устройство, и температура теплоаккумулирующего сердечника повышается до 500-700 °С. При этом, часть мощности устройства может расходоваться на нагревание воздуха. В период разрядки нагревательное устройство выключается, и запасенная теплота отдается воздуху при продувании его через каналы теплоаккумулирующего сердечника.

Мощность нагревательного устройства, Вт, определяется по формуле:

, (3.11)

         где Кз – коэффициент, учитывающий теплопотери установки и запас мощности;

Рр – расчетная мощность отопления, Вт;

р, 3 – длительность процессов зарядки и разрядки, с.

Объем теплоакумулирующего сердечника, м3:

, (3.12)

      где Q – количество теплоты, которую необходимо аккумулировать, Дж;

Tmax , Tminсредние (по объему сердечника) температуры в конце процессов зарядки и разрядки, °С;

  КПД установки;

  плотность материала, кг/м3.

Для установок периодического действия (в кормоцехах, доильных блоках и т.п.) количество теплоты Q =Рр. р; для установок непрерывного  действия (в животноводческих помещениях) Q =Рр(24.3600 - ).

С технико-экономической точки зрения время зарядки целесообразно увеличивать. Недостатки теплоаккумулирующих установок –большие материалоемкость и габаритные размеры, а также, значительная установленная мощность нагревателей, в 2,5–4 раза превышающая мощность неаккумулирующих электротепловых установок.

 

 

3.1.3 Определение потерь теплоты

 

Простейшие формулы для определения потерь приводятся в таблице 3.3

 

Таблица 3.3 – Формулы расчета теплообмена

Теплообмен Формула
Теплопроводностью
 – через однослойную стенку
– через цилиндрическую поверхность
Конвекцией
Лучеиспусканием

 

В таблице Rt – термическое сопротивление, оС/Вт;  – толщина материала, м;  – коэффициент тепоотдачи, Вт/м2.оС; сл – коэффициент лучеиспускания от серого тела, Вт/м2.К4; Т – температура тела, оК.

 

3.1.4 Определение времени и скорости нагрева

 

Время нагрева в процессах тепловой обработки сельскохозяйственных продуктов и кормов (сушка зерна, пастеризация молока, запаривание кормов и т.п.) ограничивают во избежание порчи нагреваемых материалов. Так для сушки зерна допустимая скорость испарения влаги не должна превышать значения, определяемого формулой:

, (3.13)

    где w н , w к – начальная и конечная влажности, %.

Скорость нагрева материала можно определить по формуле:

, (3.14)

    где Руд – удельная мощность, подводимая к нагреваемому материалу, Вт/м3;

 – плотность материала, кг/м3;

 – термический к.п.д.;

с – теплоемкость материала, Дж/кгС.

 

3.1.5 Определение к.п.д. и геометрических размеров ТЭУ

 

Для процесса нагрева однородного тела тепловой к. п. д. можно определить как:

 

, (3.15)

    где Мс – масса тела, кг;

t – время нагрева до температуры t, с;

t – конечная температура нагрева;°C;

t0 – начальная температура нагрева;°C;

F – поверхность теплопередачи, м2;

k – коэффициент теплопередачи от нагреваемого тела в окружающую среду, Вт/(м2×°С);

Формула (3.15) дает представление о факторах, определяющих величину . К. п. д. повышается с увеличением скорости (уменьшением времени) нагрева, поэтому всегда следует стремиться к интенсификации процессов нагрева. Однако для этого необходимы значительные мощности, что не всегда целесообразно.

В установках длительного нагрева для уменьшения теплопотерь и повышения к. п. д. необходимо применять тепловую изоляцию (при этом снижается значение коэффициента теплопередачи k). В быстродействующих установках потери значительно меньше и теплоизоляция менее эффективна.

Значение  возрастает с уменьшением удельной ограждающей поверхности SУД, которая пропорциональна отношению:

. (3.16)

        

Установки, имеющие большую вместимость (производительность), при прочих равных условиях имеют более высокий к. п. д.

С увеличением температуры нагрева t значение  снижается, поэтому не следует завышать рабочую температуру, если это не вызывается необходимостью.

В практических расчетах  определяют из обычной зависимости

 

, (3.17)

    где D Рс – мощность потерь в окружающую среду с учетом полной поверхности теплопотерь;

D Рк – мощность потерь на нагрев конструкций.

Потери в электрических элементах установки (подводящих проводах, нагревательных трансформаторах, преобразователях частоты и др.) учитываются электрическим к. п. д. hэ, который для каждого элемента или установки в целом определяют методами, рассматриваемыми в соответствующих курсах по электрооборудованию.

Ориентировочные значения теплового к. п. д. для некоторых ЭНУ сельскохозяйственного применения приведены в таблице 3.4.

 

Таблица 3.4 – Значение тепловых к.п.д.

Электронагревательные установки Тепловые к. п. д.
Электрические водонагреватели-термосы Проточные элементные водонагреватели Электродные водогрейные и паровые котлы Электрические калориферы Электрические печи сопротивления Электросварочные установки Высокочастотные установки Бытовые электроприборы 0,85—0,95 0,95—0,98   0,78—0,96 0,85—1,0 0,70—0,90 0,50—0,95 0,80—0,90 0,60—0,80

 

 

3.1.6 Расчет тепловой изоляции

 

Расчет тепловой изоляции состоит в выборе изоляционного материала и определении толщины изоляции:

 

, (3.18)

      где  – коэффициент теплопроводности материала стенки, Вт/мС;

F – площадь тепловых потерь, м2;

 – тепловые потери, Вт.

Тепловая изоляция установок снижает потери энергии в окружающую среду и, следовательно, годовые издержки производства.

Расчету тепловой изоляции предшествует ее выбор. Вид изоляции определяется характером установки, температурными режимами, окружающей средой (сухая, влажная), ее температурой, санитарно-гигиеническими условиями.

Изоляция должна обладать достаточной механической прочностью, противостоять высоким температурам, иметь низкую гигроскопичность.

Для удовлетворения этим требованиям иногда прибегают к многослойной изоляции. Слои, прилегающие к зоне высоких темпера тур, выполняют из огнестойкого материала (огнеупоры, асбест), а затем используют более эффективный по теплоизоляционным свойствам материал.

 

        

    Рисунок 3.1 – Зависимость приведенных затрат на тепловую изоляцию от ее толщины

 

Особое внимание уделяется выбору изоляции для установок в сырых помещениях и при низких температурах окружающей среды. В этих условиях существует опасность насыщения изоляции влагой, вследствие чего теряются теплоизоляционные качества. После выбора типа тепловой изоляции задача расчета сводится к определению оптимальной ее толщины. Увеличение толщины, снижает потери энергии, но при этом возрастают расходы на изоляцию (см. рисунок 3.1). Следовательно, расчет изоляции является типичной технико-экономической задачей по определению минимума удельных приведенных затрат. Для рассматриваемого случая они определяются формулой:

, (3.19)

      где З – удельные приведенные затраты, отнесенные к 1 м2 изоляции, руб./(м2.год);

Иэ – стоимость годовых потерь электроэнергии с 1 м2 ограждения, руб./(м2-год);

Ки – капиталовложения на тепловую изоляцию 1 м2 ограждения, руб./м2;

ра – коэффициент отчислений на амортизацию;

Е – нормативный коэффициент эффективности.

С известным приближением можно положить:

, (3.20)

      где Sи – стоимость 1 м3 изоляционного материала, руб./м3;

dи – толщина слоя изоляции, м.

Стоимость потерь электроэнергии:

, (3.21)

      где DРс — мощность потерь в окружающую среду, кВт;

t — годовое число часов использования установки, ч/год;

Sэ—стоимость электроэнергии, руб./(кВт-ч).

Рисунок 3.2 – К расчету тепловой изоляции.

 

Потери через 1 м2 ограждения:

, (3.22)

      где k – удельные приведенные затраты, отнесенные к 1 м2 изоляции, руб./(м2.год);

Dt=(t - t0) – среднегодовая разность температур между нагреваемым материалом t и окружающей средой t0.

Рассмотрим простейший случай ограждения в виде трехслойной плоской стенки, состоящей из наружных металлических слоев и теплоизоляции между ними (см. рисунок 3.2). Будем полагать, что теплопередача от нагреваемой среды к внутренней стенке ограждения и от наружной стенки к окружающей среде осуществляется конвекцией. Тогда общий коэффициент теплопередачи:

 

, (3.23)

      где a1, a2 – коэффициенты теплоотдачи от нагреваемой среды к внутренней стенке и от наружной стенки к окружающей среде, Вт/(м2×°С);

dс – суммарная толщина металлических стенок, м;

lс – коэффициент теплопроводности металлической стенки, Вт/(м×°С);

lи – коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/(м×°С).

С учетом уравнений (3.22) и (3.23) выражение (3.21) получит вид

, (3.24)

Взяв частную производную  и приравняв ее к нулю, найдем из полученного равенства оптимальное значение dи:

, (3.25)

Подставляя найденное значение dи.опт в формулу (3.24), получим зависимость для минимальных приведенных затрат:

 

. (3.26)

Полученная по формуле (3.25) толщина тепловой изоляции может оказаться слишком большой, значительно увеличивающей габаритные размеры установки. В этом случае уменьшают толщину dи за счет увеличения приведенных затрат З.

Следует иметь в виду, что уменьшение теплопотерь не пропорционально увеличению толщины тепловой изоляции. Это объясняется тем, что при увеличении dи возрастает теплоотдающая поверхность. Так, для цилиндрических тел теплопотери при увеличении dи даже растут. Уменьшение тепловых потерь наступает при условии

, (3.27)

где D – наружный диаметр установки;

 Dи – наружный диаметр изоляции;

 a2 – коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции в окружающую среду.

Исходя из условия (3.27), изоляция должна иметь коэффициент теплопроводности

(3.28)

Рассмотренная задача расчета тепловой изоляции по минимальным приведенным затратам является прямой: рассчитав тепловую изоляцию, определяют к. п. д. установки, а затем и ее потребную мощность. Может стоять и обратная задача, когда заданными являются мощность и к. п. д. Определив потери и связав их с термическим сопротивлением ограждения, нетрудно найти необходимую толщину тепловой изоляции. Термическое сопротивление изоляции должно быть достаточным для снижения температуры наружной стенки до допустимого значения. Проверку ведут по обычным формулам теплопередачи.

 

 

3.2 Расчет электронагревательных установок

 

 

Электрический расчет заключается в выборе питающего напряжения и частоты тока, в разработке электрической схемы и способа регулирования мощности. При расчете нагревателей задача сводится к определению их геометрических размеров.

Напряжение питания установки выбирают исходя из мощности, назначения установки и условий её эксплуатации. Чаще всего это напряжение 380/220 В, но в помещениях с повышенной опасностью обслуживания (особо сырые помещения, установки с открытыми нагревателями и т.п.) применяется пониженное напряжения 12…36 В.

Для регулировки мощности нагревателя существуют следующие три способа:

1) изменение напряжения индукционными регуляторами, тиристорами, магнитными усилителями или другими техническими средствами;

2) переключение напряжения нагревателя с фазного на линейное и обратно;

3) изменение числа включенных нагревателей или схему их включения. Для этого в каждой фазе предусмотрено несколько секций, которые можно включить последовательно, параллельно, последовательно-параллельно и т.д.

Таблица 3.5 – Изменение мощности ЭНУ при различных схемах включениях ТЭНов.

Схема включения элементов Условное обозначение Число нагревателей Мощность
Двойной треугольник 6 38
Треугольник 3 18
Двойная звезда 6 12
Последовательный треугольник 6 9
Звезда 3 6
Последовательная звезда-треугольник 6 4,5
Последовательная звезда 6 3

 

3.2.1 Электрический расчет нагревателя сопротивления

 

3.2.1.1 Методика расчета электродных нагревателей

 

К основным параметрам электродных нагревателей относятся: число фаз, количество электродов, расстояние между ними.

Характер работы нагревателей в проточных и непроточных аппаратах одинаково, поэтому расчет их можно вести по единой методике.

Расчет ведется на одну пару электродов.

Определяется Рэну.

Определяется мощность на одну пару электродов.

Определяется пределы изменения мощности, т.е. начальная Рн и конечная Рк; мощность для любой температуры Рt определяется по формуле (3.9), Вт:

, (3.29)

где h – длина электрода, м. Этой величиной задаются. Если ширина окажется несоразмерной, расчет повторяют при новой h;

K – геометрический коэффициент.

ρt – удельное сопротивление нагреваемого материала, для определенной температуры, ρt определяется по формуле (3.30), Ом.м:

(3.30)

    где ρ20  – удельное сопротивление при температуре 20 оС. Для воды из реки Енисей. ρ20=50(Ом.м)

t – температура материла, 0С.

Если известно время нагрева τ, то Рк определяется по формуле

(3.31)

где Т – постоянная времени нагрева, определяется по формуле

 

(3.32)

Расчет размеров электродов и выбор пускорегулирующей аппаратуры производится по максимальной мощности в конце нагрева (Рк).

Максимальная площадь электродов

, (3.33)

    где Ik– сила тока в конце нагрева, А;

Jдоп– допустимая плотность ток, А/м2. Определяется по эмпирической зависимости:

(3.34)

    где ρк – удельное сопротивление в конце нагрева, Ом.м.

По найденному значению площади электродов определяют геометрические размеры электродов, учитывая величину h.

 

Минимальное расстояние между электродами

(3.35)

    где Ек – напряженность поля в конце нагрева. В/м:

(3.36)

    где Кн – коэффициент, учитывающий неравномерность плотности тока по поверхности электрода. Кн = 1,1…1,4.

Полученное значение напряженности Ек для данного удельного сопротивления горячего материала не должно превышать допустимой напряженности Ек. (рисунок 3.3).

 

Рисунок 3.3 – Зависимость Едоп и Jдоп от удельного сопротивления воды

При определении мощности нагревателя в режиме кипения следует учитывать удельное сопротивление пароводяной смеси, Ом*м

, (3.37)

    где β – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления воды за счет пузырьков воздуха, определяется по формуле:

 

(3.38)

 

3.2.1.2 Методика расчета нагревательных элементов на базе ТЭНов промышленного изготовления

 

Определяется Рэну.

Определяется мощность на фазу Рф.

В соответствии с условиями среды, Рф и Uф выбирается по каталогам соответствующий ТЭН.

Проверяется возможность монтажа ТЭНа в корпусе нагревательной установи. Если не удается выбрать ТЭН можно взять несколько ТЭНов, чтобы подобрать нужную мощность на фазу.

По развернутой длине ТЭНа определяется его активная поверхность Fа.

Требуемая поверхность нагрева определяется из теплового расчета по формуле (3.39)

(3.39)

    где Q – расчетная тепловая производительность подогревателя, Вт

k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 0С);

Δtср.лог – среднелогарифмическая разность температур, находится по формуле (3.40):

 

(3.40)

    где  – большая разность температур, 0С

 – меньшая разность температур, 0С

Сравнивается активная поверхность выбранного ТЭНа с требуемой. Если условие Fа>Fтр не выполняется, подбирают другой ТЭН.

 

3.2.1.3 Методика расчета нагревательных элементов по таблице нагрузок

 

Определяется Рэну.

Определяется Рф.

Определяется Iф.

Расчетная температура определяется по формуле (3.41),0С:

(3.41)

    где t – действительна рабочая температура, 0С;

Км – коэффициент монтажа;

Кс – коэффициент среды.

По таблице нагрузок определяется диаметр d и сечение S провода по значения tрас и рабочему току Iф.

Длина провода на фазу определяется по формуле (3.42), м:

(3.42)

Диаметр спирали Дсп , шаг спирали hсп, и число витков определяются по формулам

Дсп=(8…10)d, (3.43)
hсп=(2…4)d, (3.44)
  (3.45)

Наружный диаметр трубки ТЭНа определяется по формуле

Дн=(2,5…3)  Дсп (3.46)

Активная длина ТЭНа

(3.47)

Проверяется возможность монтажа ТЭН в установку.

3.2.1.4 Методика расчета нагревательных проводов

 

Допустимый ток определяется по формуле (3.48), А:

(3.48)

         где Руд – удельная мощность одного метра проводника кВт/м;

rуд – удельное электрическое сопротивление провода, Ом*м.

Число параллельных ветвей на фазу

(3.49)

При дробном числе ветвей Z округляется до большего целого и производится уточнение Руд

(3.50)

Длина провода на фазу определяется по формуле (3.51), м:

(3.51)

Длина провода определяется по графикам (рисунок 3.4). Для этого определяется допустимый перегрев Δt провода над температурой окружающей среды (to): Δt = tдоп – tо, и по графику определяет оптимальное значение величины тока I, падения напряжения ΔU, удельной мощности ΔРуд.

Рисунок 3.4 – Графики для подбора нагревательных элементов из проводов

3.2.1.5 Методика расчета стального провода

 

Определяется Рэну.

Определяется Рф.

Ток нагрузки на фазу Iф определяется

(3.52)

    где Кп – коэффициент поверхностного эффекта;

cosφ – коэффициент мощности. Для стального провода cosφ=0,86.

 

По рисунку 3.5 строится график функций t=f(α) нагрузки.

 

 

Рисунок 3.5 – Зависимость температуры стальной проволоки от тока.

 

 

Удельное сопротивление стального провода

 

(3.53)

Значение Руд взять из приложения Ж.

По рисунку 3.5 строится график t=f(d) в координатные оси. Пересечение графиков дает значение оптимального диаметра и температуру нагрева.

 

 

Рисунок 3.6 – Зависимость удельного сопротивления стальной проволоки разных диметров от температуры.

 

Далее методика расчета аналогична для изолированного нагревательного провода.

 

 

3.2.2Электрический расчет ЭНУ индукционного нагрева

 

3.2.2.1 Методика расчета индукционного нагревателя тока промышленной частоты (50гц).

 

Данная методика приведена для цилиндрического индукционного нагревателя.

Определяется Рэну.

Определяется Рф

Определяется боковая поверхность цилиндрического нагревателя Fбок.

(3.54)

    где m – число фаз.

Удельная поверхностная мощность

(3.55)

По риунку 3.7 определяются удельные ампервитки IWуд, Авит/м.

 

Полные ампервитки определяются по формуле

(3.56)

где h – высота активной части нагревателя, м

 

 

Рисунок 3.7 – Зависимость мощности индукционного нагревателя от ампервитков

 

Ток индуктора определяется по формуле

, (3.57)

         где cosφ – коэффициент мощности, cosφ=0,5…0,8

Количество витков

. (3.58)

Из каталога по Iu и температуре нагрева определяется марка и сечение провода.

Число слоев определяется по формуле

, (3.59)

    где d – диаметр провода с изоляцией, м;

Кн – коэффициент намотки, Кн=0,85…0,96.

Длина необходимого провода

L=π  D  W. (3.60)

 

3.2.2.2 Методика расчета нагревательных установок на токе высокой частоты.

 

 

Удельная поверхностная мощность, Вт/м2:

, (3.61)

где ρ – удельное сопротивление, Ом/м;

μ – относительная магнитная проницаемость;

f – частота тока, Гц.

Мощности: полезная (Рпол), индуктора (Ри), генератора (Рг), потребляемая из сети (Рс), определяются по формуле (3.62), Вт

 

, , , . (3.62)

    где ηuгтр – КПД индуктора, высокочастотного генератора и трансформатора (рисунок 3.8).

Частота тока, Гц:

, (3.63)

    где Х – глубина нагрева материала, мм;

а – показатель степени. При поверхностной закалке деталей простой поверхности а = 4; сложной – а=5. При сквозном нагреве стальных заготовок а=6.

 

Рисунок 3.8 – Зависимость КПД установки индукционного нагрева от диаметра заготовок: 1 – КПД индуктора, 2 – КПД трансформатора, 3 – КПД генератора, 4 – общий КПД.

 

Расчет основных параметров индуктора (рисунок 3.9).

Длина витков индуктора, м

, (3.64)

    где Uн=50…100В при поверхностной закалке;

Uн=150…200В при сквозном нагреве.

Высота индуктора, м

hu=(1.1…1.3)hg. (3.65)

Рисунок 3.9 – Основные параметры индуктора: hg – высота детали; hu – высота индуктора; dg – диаметр детали; du – диаметр индуктора; b – зазор между индуктором и деталью (выбирается не более 1 см)

 

Диаметр индуктора  и число витков определяется

du=dg+2b; (3.66)
. (3.67)

 

3.2.3Электрический расчет ЭНУ диэлектрического нагрева

 

Полезная мощность Рпол определяется по общим формулам теплового расчета. Мощность, приходящаяся на рабочий конденсатор, генератор и потребляемая из сети определяются по формулам, Вт

, , . (3.68)

    где ηк – КПД рабочего конденсатора, ηк=0,8…0,9;

ηg–КПД электрического колебательного контура, ηg=0,65...0,7;

ηл – КПД, учитывающий потери в проводниках, ηл=0,9…0,95;

ηг – КПД, генератора, ηг=0,65…0,75.

Напряженность электрического поля выбирается из условий:

Е<Едоп,

где Едоп – допустимая напряженность поля в нагреваемом материале. Едоп=150…200кВ/м для различных материалов.

Удельная мощность нагрева или испарения, Вт/м3

; (3.69)
, (3.70)

    где j – плотность материала или влаги, кг/м3;

с – удельная теплоемкость материала, Дж/(кг.К).

(J1-J2) – удельная теплота испарения, Дж/кг;

Δt/Δτ, ΔW/Δτ – скорость нагрева и сушки, определяемые тепловым расчетом определяется из равенства

 

, (3.71)

    где ξ.tgδ – фактор потерь (таблица 3.6

 

Таблица 3.6 – Показатели относительной диэлектрической проницаемости вещества ξ и тангенса угла потерь tgδ

Наиме-нование культуры

Влаж-ность, %

Значение при частоте поля, МГц

1

5

30

ξ

tgδ

ξ

tgδ

ξ

tgδ

пшеница

13

4,25

0,78

4

0,08

3,75

0,09

рожь

16,6

3,85

0,13

3,6

0,88

3,25

0,08

горох

15,5

4,1

0,122

3,8

0,103

3,45

0,1

семена тимофеевки

16,2

4,1

0,22

3,4

0,13

3,15

0,1

 

Рабочую мощность выбирают из диапазона частот, разрешенных для использования в технике высокочастотного нагрева (таблица 3.7), как ближайшую большую от fmin.

Таблица 3.7 – Диапазон разрешенных частот

Частота Пределы изменения Частота Пределы изменения

440кГц

(+,-)2,5%

40,68 МГц

(+,-)1%

880кГц

(+,-)1%

81,68 МГц

(+,-)1%

1760кГц

(+,-)2,5%

152,5 МГц

(+,-)1%

5,28кГц

(+,-)2,5%

2345 МГц

(+,-)2%

27,12кГц

(+,-)1%

22125 МГц

(+,-)0,5%

 

Размеры камеры выбираются в пределах расчетного объема камеры (Vр) определяется по формуле

. (3.72)

 

3.3.3 Расчет нагрузки систем теплоснабжения

 

3.3.3.1 Расчет систем отопления и вентиляции

 

Расчетные тепловые мощности потребителей теплоты определяют на основе проектов систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологического теплоснабжения коммунально-бытовых и социального назначения зданий, сооружений, промышленных сельскохозяйственных объектов.

Расчетный тепловой поток системы отопления Q0, кВт, жилого здания определяют в зависимости от исходных данных:

,                   (3.73)

где q 0 удельная отопительная характеристика (табл. 3.8), Вт/(м3∙К);

V – строительный объем сооружения по наружному обмеру, м3;

tв расчетная температура внутреннего воздуха, ºС;

t н.о расчетная температура наружного воздуха при проектировании отопления [1], °С;

а – поправочный коэффициент, который учитывает влияние температуры наружного воздуха:

                      (3.74)

Таблица 3.8 – Удельная отопительная характеристика жилых сооружений q 0

V, м

q 0, Вт/(м3∙К)

V, м q 0, Вт/(м3∙К)
100 0,86—1,07 2000 0,52—0,62
200 0,77—0,95 3000 0,50—0,58
300 0,72—0,91 4000 0,47—0,55
400 0,70—0,86 6000 0,43—0,50
500 0,67—0,83 8000 0,41—0,48
1000 0,59—0,76 10000 0,38—0,45

 

Расчетный тепловой поток системы отопления и вентиляции общественных сооружений в сельском населенном пункте допускается принимать в границах соответственно 25% и 15% от суммарной тепловой мощности систем отопления жилых зданий.

Расчетный тепловой поток системы отопления , кВт и вентиляции , кВт, производственных и коммунально-бытовых сооружений:

;                    (3.75)

,                    (3.76)

где q в – удельная вентиляционная характеристика сооружения, Вт/(м3∙К); t н.в – расчетная температура наружного воздуха при проектировании вентиляции, °С.

В качестве расчетной температуры наружного воздуха принимают: среднюю температуру холодной пятидневки при проектировании отопления и общеобменной вентиляции, совмещенной с системой воздушного отопления; среднюю температуру наиболее холодного периода при проектировании общеобменной вентиляции.

Таблица 3.9 – Удельные тепловые характеристики зданий различного назначения

 

Наименование зданий

V, q о.в , q в ,
тыс.м3 Вт/(м3∙К) Вт/(м3∙К)
Административные До 5 0,5 0,11
здания 5—10 0,44 0,09
Клубы До 5 0,43 0,29
  5—10 0,38 0,27
  Больше 10 0,35 0,23
Универмаги До 5 0,44
  5—10 0,38 0,09
  Больше 10 0,36 0,31
Детсады До 5 0,44 0,13
  Больше 5 0,4 0,12
Школы До 5 0,45 0,11
  До 10 0,41 0,09
Больницы До 5 0,47 0,34
  5—10 0,42 0,33
Бани До 5 0,33 1,16
Предприятия До 5 0,41 0,81
общественного питания 5—10 0,38 0,76
Гаражи До 2 0,81
  2—3 0,7
  3—5 0,64 0,81
Ремонтные цехи 5—10 0,58-0,70 0,23—0,17
Деревообрабатывающие      
цехи До 5 0,64-0,70 0,58—0,70
Котельные До 5 0,12 0,35—0,58
Насосные До 0,5 1,22
Компрессорные До 0,5 0,81
Бытовые и административно- 0,5—1,0 0,52—0,70
-вспомогательные здания 1—2 0,47—0,52
  2—5 0,47—0,38 0,16—0,14
Консервные заводы До10 0,46—0,48 0,81—0,89
  10—20 0,44—0,45 0,70—0,80

Удельная отопительная и вентиляционная характеристики зданий и сооружений различного назначения приведены в табл. 3.9.

Для животноводческих помещений целесообразно использовать отопительно-вентиляционную характеристику q в , Вт/(м3∙К), которая является суммой удельных отопительной и вентиляционной характеристик (таблица 3.10), а расчет теплового потока системы воздушного отопления производить по формуле

                 (3.76)

Таблица 3.10 – Характеристики животноводческих помещений

 

Наименование зданий Число голов Объем на 1 гол. (ското-место), м3 , Вт/(м3-К)
Коровники   Родильни на фермах КРС Здания для доращивания  и откормкы КРС Телятники Свинарники- откормочники Свинарники для холостых и супоросных свиноматок Свинарники-маточники Свинарники для молодняка и поросят отъемышей Птичники  для взрослых кур Птичники для молодняка и бройлеров 100, 200 100,200,400 48, 72,90,120 250—554 720—860 230—784 100—760 500—3750 185—300 280—1200  60—480   500—3750 480—12000 2500—30000   4500—102000 30—35 39—43,4 60—107 19—33 13—18 11—16,5 12—29 5,4—8,7 20—29 14—19 27—107   5,0—8,7 1,7—3,8 0,3—1,4   0,16—1,26 1,1-1,2 0,44—0,7 0,43—0,77 0,6—0,72 1,06—1,54 0,48—0,95 0,68—0,93 0,75—1,2 0,64—1,05 0,92—1,4 0,51—0,81   0,63—1,15 0,63—0,86 0,72—1,1   0,82—1,46

 При определении расчетного теплового потока системы отопления сооружений защищенного грунта используют укрупненный показатель , Вт/м2, отнесенный к единице площади ограждения:

,               (3.77)

где  — инвентарная площадь теплицы, м2;

 — коэффициент ограждения (отношение площади поверхности к инвентарной площади): для ангарной стеклянной теплицы — 1,4, блочной — 1,25, для ангарной пленочной теплицы — 1,3, блочной — 1,5.

Показатель  зависит от расчетной температуры наружного воздуха и скорости ветра. При тепловом расчете сооружений защищенного грунта с комбинированным нагревом (водяное и воздушное отопление) используют формулу

,               (3.78)

где  – удельная тепловая характеристика, отнесенная к единице инвентарной площади сооружения защищенного грунта и температурного напора в 1º (рисунок 3.10), Вт/(м2∙°С).

В практике тепловых расчетов сооружений защищенного грунта используют также упрощенный метод определения укрупненного показателя:

,            (3.79)

где k – коэффициент теплопередачи Вт/(м2∙К);  – коэффициент инфильтрации (в пленочных теплицах – от 1,3 до 1,4; в стеклянных – от 1,25 до 1,3).

Коэффициент теплопередачи k , Вт/(м2∙К), принимают в зависимости от вида ограждающей конструкции, так для окон: с металлическими шпросами – 6,4, с двухслойным остеклением и отделенной воздушной прослойкой – 3,3, с одинарным сухим укреплением из пленки – 10,0 Вт/(м2∙К), покрытым слоем капельного конденсата – от 7,0 до 8,1, с двухслойным сухим покрытием из пленки, разделенное воздушной прослойкой – 5,3, покрытым слоем капельного конденсата – 4,7.

Рисунок .3.10 – Удельная тепловая характеристика сооружений защищенного грунта с комбинированной системой обогрева: 1 — шаг трубопроводов почвенного обогрева -5 = 0,4 м; 2-5= 1,5м.

3.3.3.2 Расчет системы горячего водоснабжения

 

Расход теплоты на горячее водоснабжение жилых, общественных, административно-бытовых и производственных сельскохозяйственных сооружений определяют по нормам расхода горячей воды.

Средний тепловой поток , кВт, системы горячего водоснабжения коммунально-бытового и производственного назначения

,     (3.80)

где т – расчетное количество населения, обслуживаемого системой теплоснабжения; а и b – суточные нормы расхода воды температурой плюс 55°С в жилых и общественных зданиях из расчета на одного человека, который проживает в доме с горячим водоснабжением, кг/сутки;  – температура холодной воды (зимой – = +5°С, летом –  = +15°С); св – удельная теплоемкость воды, равна 4,19 кДж/(кг∙К).

После подстановки вышеприведенных числовых значений получают расчетное уравнение

,     (3.81)

Норму расхода воды на горячее водоснабжение коммунально-бытовых зданий в населенном пункте рекомендуется принимать в границах 25 кг/сут на одного человека, а в жилых зданиях – в зависимости от степени комфортности зданий.

Ниже приведены нормы суточного расхода воды в период максимального водопотребления а, кг/сут в расчете на одного жителя для жилых зданий квартирного типа – от 100 до 120 кг/сут, для приусадебных участков при наличии подсобного хозяйства – от 150 до 160, для общежитий с групповыми кухнями и душевыми – 90, для децентрализованной системы при автономных водонагревателях – от 30 до 40.

Расход горячей воды на производственные нужды принимают в соответствии с технологическим заданием и указаниями по проектированию предприятий.

Рекомендуют принимать нормы расхода горячей воды в сутки наибольшего водопотребления из расчета на одного работающего: в административных зданиях – 7 кг/сут, в цехах с тепловыделением 23,3 Вт/м2 – 24, в остальных цехах – 11.

Общий тепловой поток системы горячего водоснабжения производственных объектов рассматривается по группам технологических процессов, исходя из норм расхода теплоты и горячей воды на единицу продукции.

На животноводческих фермах и комплексах выделяют две группы процессов: мытье оборудования, приготовление жидких кормосмесей и уход за животными, тепловая обработка кормов.

Средний тепловой поток системы горячего водоснабжения первой группы технологических процессов определяют по среднесуточным нормам расхода горячей воды в расчете на одно животное:

,       (3.82)'

где  – среднесуточная норма потребления горячей воды животными расчетной группы, кг/сут;  – число голов животных данной группы;  – температура горячей воды, °С.

Нормы расхода горячей воды температурой от плюс 50 до плюс 60°С на животноводческих фермах , кг/сут (коровы молочные – 15, быки и нетели – 5, телята и молодняк КРС – 2, быки-производители – 7,5, свиноматки холостые – 6, свиноматки подсосные – 20, свиньи на откорме – 4,5, поросята-отъемыши – 1,5).

Среднесуточный тепловой поток системы горячего водоснабжения кормоприготовительных отделений:

    (3.83)'

где  – удельный расход горячей воды на приготовление кормов данного вида (таблица 3.11), кг/кг;  – среднесуточная норма потребления кормов данного вида, кг/сут; 1в – температура используемой воды, °С.

Максимальный тепловой поток системы горячего водоснабжения, кВт:

                                (3.84)'

где β – коэффициент часовой неравномерности, принимают в зависимости от назначения системы горячего водоснабжения (в сельских населенных пунктах – 2,4, на животноводческих фермах для мытья оборудования, по уходу за животными – 2,5, для кормоприготовления – 4).

Таблица 3.11 – Норма расхода воды и водяного пара для кормоприготовления

 

 

Процесс

Вид кормов

Удельный расход,

кг/кг

t0,

°С

вода пар
Запаривание Корнеплоды 0,2
  Зерно 1–1,5 0,3–0,4 5
  Пищевые отходы 1,5–2,5 0,3–0,4 45
  Солома 1,5–2,5 0,3–0,4 45
  Мука 1–1,5 0,3–0,5 5
Заваривание Солома 1–1,5 95
Осолаживание Зерно, мука 1,5–2,5 90

 

Расчетный тепловой поток систем горячего водоснабжения в летний период, кВт:

       (3.85)'

где  – коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода на горячее водоснабжение в неотаплеваемый период: для жилых и общественных зданий – 0,8; на технологические нужды – 1;  – температура холодной (водопроводной) воды в неотапливаемый период (при отсутствии данных принимают равной плюс15°С).

При теплоснабжении сельскохозяйственных производственных объектов и сельских населенных пунктов используют паровые и водогрейные котельные агрегаты низкого давления (с давлением вырабатываемого пара не больше 0,17 МПа и температурой воды до плюс 150°С). В системах централизованного теплоснабжения устанавливают паровые котельные агрегаты с давлением пара не больше 1,37 МПа и температурой перегретого пара до плюс 250°С.

Тип и количество устанавливаемых котельных агрегатов выбирают, исходя из мощности котельной установки, т. е. суммы расчетных тепловых мощностей: систем отопления и вентиляции; систем технологического теплоснабжения (как водяных, так и паровых); горячего водоснабжения; собственных нужд котельной установки.

Учитывая расход теплоты на собственные нужды котельной и теплопотери в сетях, следует принимать расчетную тепловую мощность котельной установки на 10 – 15% больше суммы расчетных мощностей отопления и вентиляции, горячего водоснабжения и технологического теплоснабжения всех потребителей теплоты.

При этом расчетная паропроизводительность (т/ч) котельной установки равна:

,                    (3.86)'

где b – коэффициент, учитывающий расход теплоты на собственные нужды и теплопотери в тепловых сетях (принимают 1,10 – 1,15); – расход пара на технологическое теплоснабжение, т/ч;  – расход пара на подогрев сетевой воды, используемой для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения потребителей, т/ч:

                                            (3.87)

где  – суммарный расчетный тепловой поток систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, кВт;

 – удельная энтальпия использованного водяного пара, кДж/кг;

 – удельная энтальпия конденсата при температуре насыщения, соответствующей давлению использованного пара, кДж/кг;

η – КПД оборудования (принимают равным 0,88 – 0,93 в соответствии с РД 1.19 -126-2004).

Рекомендуется устанавливать однотипные котельные агрегаты с одинаковой тепловой мощностью. Выбирая количество агрегатов, необходимо учитывать, что при выходе из строя одного из них оставшиеся обеспечат 75–80% расчетной тепловой мощности котельной установки. Количество стальных агрегатов следует принимать не менее двух и не более четырех, чугунных – шести.

Годовой расход топлива на систему теплоснабжения, кг или м3 рассчитывают по формуле

,                                      (3.88)

где k – коэффициент запаса на неучтенные расходы теплоты ( k = 1,1– 1,2);

 – годовой расход теплоты, МДж;

 – теплота сгорания топлива, МДж/кг (для газообразного топлива , МДж/ м3);

 – КПД котельной установки: при работе на твердом топливе принимают 0,6–0,7, на жидком или газообразном – от 0,8 до 0,9.


Список рекомендуемой литературы

 

1. Амерханов Р.А. Проектирование систем энергообеспечения Учебник для вузов / Р.А. Амерханов, А.В. Богдан, С.В. Вербицкая, К.А. Гарькавый. – М.: Энергоатомиздат. 2010 – 715 с.

2. Амерханов, Р.А. Теплотехнические установки и системы сельского хозяйства: Учебник для вузов / Амерханов Р.А., Бессараб. АС., Драганов Б.Х., Рудобашта С.П., Шишко Г.Г. Под редакцией Б.Х. Драганова – М.: Колос-Пресс, 2002. – 423 с.:

3. Амерханов, Р.А. Теплотехника: Учебник для вузов. / Амерханов Р.А., Драганов Б.Х. – М.: 2006. – 432 с.

4. Амерханов, Р.А. Проектирование систем теплоснабжения сельского хозяйства: Учеб. для вузов / Амерханов Р.А., Драганов Б.Х./ Под редакцией Б.Х. Драганова._ Краснодар: 2001. – 200 с.

5. Матюшев, В.В. Положение по оформлению текстовой и графической части учебных и научных работ (общие требования) / В.В. Матюшев, Т.Н. Бастрон, Л.П. Шатурина; Краснояр.гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2007. – 76 с.

6. Бастрон, А.В.Энергосбережение: учебное пособие /А.В. Бастрон, Т.Н. Бастрон, А.В. Заплетина, Я.А. Кунгс; Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2012. – 180 с.

7. Цугленок, Н.В. Рациональное сочетание традиционных и возобновляемых источников энергии в системе энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей: Монография / Н.В. Цугленок, С.К. Шерьязов, А.В. Бастрон; Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2012. – 360 с.

Приложение А

Темы и задания на курсовую работу

 

1. Микроклимат в жилых и производственных зданиях.

1.1. Культивационное помещение.

1.2. Усадебный дом.

1.3. Птичник.

1.4. Коровник.

1.5. Свинарник.

1.6. Ремонтная мастерская.

Задание: Расчет вентиляции и теплового режима в помещении. Выбор системы отопления. Расчет и выбор оборудования для систем вентиляции и отопления.

2. Горячее водоснабжение.

2.1. Культивационное помещение.

2.2. Усадебный дом.

2.3. Коровник.

2.4. Ремонтная мастерская.

Задание: Расчет потребности в горячей воде. Выбор водонагревателя.

3. Кормоприготовление.

3.1. Коровник.

3.2. Свинарник.

Задание: Расчет потребности пара. Выбор парового котла.

4. Пастеризация молока

Задание: Расчет потребности пара. Выбор парового котла.

5. Конвективная сушка.

5.1. Зерносушилка.

5.2. Сушка фруктов

5.3. Сушка сена.

Задание: Тепловой расчет процесса сушки. Расход сушильного агента. Выбор оборудования для сушки.

6. Хранилища.

6.1. Картофелехранилище.

6.2. Хранилище для овощей.

6.3. Фруктохранилище.

Задание: Способы и режимы хранения. Тепловой расчет хранилищ. Вентилирование хранилищ.

7. Определение мощности холодильной установки

7.1 Охлаждение молока.

7.2 Холодильник для плодово-ягодной продукции

7.3 Холодильник для мясной продукции.

Задание: Тепловой баланс охлаждения. Определение мощности и выбор холодильной установки.

8. Выбор резервного источника электроснабжения

Задание: Определение мощности дизельной электростанции (установки). Выбор. Компоновка оборудования электростанции на плане.

 


 

Приложение Б

Технические характеристики теплообменных аппаратов

Марка теплоутлизатора Номинальный расход воздуха, м3 Теплооб-менная поверх-ность,м2 Аэродинами-ческое сопротивление потока, Па Габариты, м

теплоутилизаторы рекуперативные кожухотрубные

ТКГ-10с

10000

88,23

220/155 *

0,828x1,253x2,0

ТКГ-20а

20000

138,87

175/105 *

1,655x1,253x2,0

ТКГ-60а

60000

418,74

156/81 *

3,405x2,003x4,0

теплоутилизаторы рекуперативные кожухотрубные

ТТ2-3,05,00

5000

42

26

1,6x1,3x0,92

ТТ2-10000

10000

84

32

3,1x2,7x2,1

*- приток/ вытяжка

 


Приложение В

Физические параметры некоторых материалов

Материал Плотность кг/м3 Теплоемкость кДж/кг 0С Коэффициент теплопроводности, кДж/м 0С

воздух

1,29 1,07  

вода при t=0оС

1000    

           t=100оC

958 4,18 2,16

лед

920 2,23 8,28

молоко t=20оC

1030 3,91  

соломенная резка

120 1,51 0,18

земля влажная

1700 1,99 2,34

земля сухая t=20оC

1300 --- 0,5

песок сухой t=20оC

1500 0,79 1,19

кирпичная кладка

1700 0,86 2,52

железобетонная

1900 0,83 4,08

шлакобетонная

550 0,76 0,86

опилки древесные

250 2,52 0,29

шлаковая засыпка

1000 0,76 1,08

воздушная прослойка

     

1см

    0,25

3см

    0,68

5см

    1,22

10см

    1,91

 

Приложение Г

Технические данные ТЭНов

Напряжение 220В.

Тип электронагревателя Номинальная мощность, кВт Развернутая длина, м Наружный диаметр, мм
1 2 3 4

нагрев воздуха до Т 250 – 350

ТЭН- 01

0,57 1,71

 

-02

0,4 0,9

-03

0,4 1,32

-07

0,45 1,82

-13

0,6 2,476

-15

0,56 1,584

13,5

-17

0,35 1,1

-21

0,8 1,742

-23

0,5 1,32

-30

0,5 1,113

-31

0,5 1,113

нагрев воды и водных растворов до температуры кипения

ТЭН- 03 А

3,5 0,99

 

- 06 А

0,8 0,43

- 08 А

2,33 0,685

- 09 А

1,8 0,685

- 10

2,0 0,995

1

2 3 4

- 11

0,3 0,91

13,5

- 12

5,0 1,487

- 14

2,67 0,79

- 16

1,33 0,57

- 18

1,2 1,665

- 19 А

2,33 0,64

- 20

1,5 1,93

- 20 А

1,0 0,805

- 22

1,2 1,063

13,5

- 24

1,93 1,74

- 25

1,93 1,63

- 29

2,0 0,995

- 32

3,6 1,1

- 33

1,2 1,27

ТЭН- 39

1,5 1,125

 

- 43

1,2 1,575

нагрев воды и водных растворов до температуры +100 оС

НВ - 3,9/6,0

2,0

трехфазное исполнение

16

- 4,8/7,5

2,5

- 5,4/9,0

3,0

- 6,3/10,5

3,5

- 6,9/12,0

4,0

- 7,8/15,0

5,0

1

2 3 4

НВ - 0,75/0,5

0,25 0,375

13

- 1,0/1,0

0,5 0,5

- 1,5/2,0

1,0 0,75

- 2,0/3,0

1,5 1,0

- 2,5/4,0

2,0 1,25

16

- 3,0/5,0

2,5 1,5

НВ - 3,5/6,0

3,0 1,75

16

- 4,0/7,0

3,5 2,0

- 4,5/8,0

4,0 2,25

- 5,0/10,0

5,0 2,5

- 0,65/1,2

1,2 0,65 13

- 1,0/3,5

3,5 1,9

16

- 1,25/1,2

1,2 1,25

 


Приложение Д

Значение коэффициентов монтажа и среды

Конструктивное выполнение нагревателя

Км

1.Проволока, натянута горизонтально в спокойном воздухе

1

2.Проволочная спираль в спокойном воздухе

0,8-0,9

3.Проволочная спираль на огнеупорном держателе

0,6-0,7

4.Нагревательное сопротивление между двумя слоями тепловой изоляции (закрытые электроплиты, некоторые ТЭНы)

0,5

5.Нагревательное сопротивление с мощной тепловой изоляцией (ТЭНы, электрообогреватели почвы, пола)

0,3-0,4

Км - учитывая ухудшение теплоотдачи от нагревателя

условия окружающей среды

Кс

1.Проволочная спираль в воздушном потоке

1,1-1,5

2.Н.Э., погруженные в воду

2,5

3.Н.Э.,омываемые потоком жидкости

3-3,5

Кс- учитывая улучшение теплоотдачи в следствии влияния параметров нагреваемой среды

 

 


Приложение Е

Нагрузки нихромовой проволоки

Нагрузки в амперах, соответствующие определенным температурам нагрева нихромовой проволоки, подвешенной горизонтально в спокойном воздухе при температуре 20 0С

Диаметр, мм

Сечение, мм2

Допустимая нагрузка(А) при расчетной температуре

200 0С 400 0С 600 0С 700 0С 800 0С 900 0С 1000 0С
5 19,6 52 83 105 124 146 173 206
4 12,6 37 60 60 93 110 129 151
3 7,07 22,3 37,5 54,5 64 77 68 102
2,5 4,91 16,6 27,5 40 46,6 57,5 66,5 73
2 3,14 11,7 19,6 28,7 33,8 39,5 47 51
1,8 2,54 10 16,9 24,9 29 33,1 39,9 43,2
1,6 2,01 8,6 14,4 21 24,5 28 33,9 36
1,5 1,77 7,9 13,2 19,2 22,4 25,7 30,6 33
1,4 1,54 7,25 12 17,4 20 23,3 27 30
1,3 1,33 6,6 10,9 15,6 17,8 21 24,4 27
1,2 1,13 6 9,8 14 15,8 18,7 21,6 24,3
1,1 0,95 5,4 8,7 12,4 13,9 16,5 19,1 21,5
1 0,765 4,85 7,7 10,8 12,1 14,3 16,8 19,2
0,9 0,636 4,25 6,7 9,35 10,45 12,3 14,5 16,5
0,8 0,503 3,7 5,7 8,15 9,5 10,8 12,3 14
0,75 0,442 3,4 5,3 7,55 8,4 9,95 11,25 12,85
0,7 0,385 3,1 4,8 6,05 7,8 9,1 10,3 11,8

 

Приложение Ж

Материалы для электрических нагревателей

 

Марка провода Диаметр жилы Допустимая рабочая температура, 0С Удельное электричес-кое сопротив-ление Ом*м Темпера-турный коэффициент эл.сопротив-ления, 0С-1 Удельная мощность, Вт/м
нихром тройной (х15н60-н) 1100 1,1х10-6 * 16,3х10-6
фехраль (х1304) 900 1,26х10-6 * 17,0х10-6
карборунд 1500 800-1900 * переменный
графит 2000 8…13*10-6 * переменный
сталь малоугле-родистая 1,8…6 300 0,15…0,02 ** 20…30
Изолиро-ванный нагрева-тельный провод 1,1 60 – 80 0,174 – 0,194** 10…13

*– при температуре 20 0С

**– при допустимой температуре.

 


Приложение И

Пример оформления титульного листа

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Красноярский государственный аграрный университет»

 

Кафедра системоэнергетики

Дисциплина Теплоэнергетические установки и системы

 

КУРСОВая работа

"Реконструкция системы

микроклимата телятника"

ПЗ

 

 

 

              Выполнил студент группы 51              _ _подпись  Иванов О.С.

                                     

              Руководитель к.т.н., доцент       ___ подпись  Петрова Т.Н.

 

 

Красноярск 2015


Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 285; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!