Отже, для нашої системи опалення необхідно 2 котли «VICTRIX 90» тепловою потужністю 90кВт, таплощею поверхні нагріву 90 м2. 2 страница

к= =0.5Вт/(м² К)

Питомі втрати теплоти в навколишнє середовище через огороджувальні поверхні першої зони сушарки q₀,кДжна 1 кгвипарної вологи, становить:

q₀=Q₀/W₁

Q₀=3,6 1.08 49,4 (47,65-20)=5310.6кДж

q₀= =3.06 кДж/кг

Різниця між припливом і втратою теплоти в першій зоні сушарки , кДж:

=C_{w 1} – q₃ – q₀, кДж

=4,19 20 -629.8– 3.06=-549.06 кДж

Ентальпія відпрацьованого сушильного агента:

H₂=H₁+ /l₁=95-549.06/77.8=87.94кДж/кг

Вологовміст відпрацьованого сушильного агента на виході із першої зони сушарки розраховують за формулою:

d2= = =22.7 г/кг

Визначаємо питомі втрати теплоти на сушіння в першій зоні сушарки на 1 кг вологи:

q₁=l₁ (H₁– H₀)=77.8 (95– 40.2)=4263.44

Розрахунок зони охолодження.

Процес охолодження супроводжується додатковим випаровуванням вологи із зерна.

Маса зерна після охолоджувальної камери:

М_з=М₁ , кг/год

М_з=36000 кг/год

Кількість вологи випаруваної в охолоджувальній камері:

W_x=M3 (w₂-w₁)/(100-w₁)

W_x=34052 (13,1-17,8)/(100-17,8)=1947 кг/год

Витрати сухого вологогоповітря L_x, кг, на випаровування вологи розраховують за формулою

Lx= = =1622500кг

Температуру зерна на виході із камери охолодження ₃, ^oC, визначають за формулою

₃= ₂ – (1 – 0,003 ₂)( ₂ – t₀)=40 – (1 – 0.003*40)(40 – 20)=22.4

Вологовміст повітря на виході із охолоджуючої камери d₃, г/кг с.п., знаходимо за формулою

d₃=622 ,

де - відносна вологість повітря на виході із охолоджувальної камери, %, можна прийняти =75%;

Р_бар – барометричний тиск зовнішнього повітря, Па (Р_бар =745*133=99085)

Р_н – парціальний тиск водяної пари в стані насичення при температурі ₃ (знаходиться за таблицями водяної пари), Па; Р_н =1889Па

d₃=622* =9.02 г/кг

Питомі витрати сухого холодного повітря l_x, кгна 1 кгвипареноївологи

l_x=L_x /W_x=1000/(d₃ - d₀)=980

Різницю припливів та витоків теплоти в охолоджувальній камері розраховують на основі рівняння теплового балансу

L_x (H₃-H₀₎=Q_З.Х+Q_.w.x- Q_o.x,кг

де - теплота, яка виноситьсяізкамериохолоджуючимповітрям, кДж/год;

- теплота, відведена в охолоджуючійкамерівід зерна, кДж/год;

- теплота, внесена в охолоджуючу камеру з вологою, що є в зерні, кДж/год;

- втратитеплоти в навколишнєсередовище, кДж/год.

Теплота,відведена в охолоджувальнійкамерівід зерна:

Q_з.х. 34052*1.91*(40-22.4)=1144692

де С₃ – питоматеплоємність зерна на виходіізохолоджувальноїкамери, кДж/(кг К).

Розраховується за формулою

=1.91

Теплота, внесена в охолоджувальну камеру з вологою,

Q_w.x.1947 4.19 40=326317

Втратитеплоти в навколишнєсередовище

Q_0.x.3.6 0.49 49.4 (30.32-20)=899

де К_ох - коефіцієнттеплопередачі через стінкиохолоджувальноїкамери, Вт/(м² К). ВизначаєтьсяаналогічноК_о для сушильноїкамери;

F_x - площаповерхністінокохолоджувальноїкамери, м². Визначається на основітехнічних характеристик зерносушарок (додаток 2.3). При розрахункуF_xнеобхідноврахуватиплощуповерхнінижньогоперекриття;

- середня температура зерна в охолоджуючійкамері,(30,32)⁰С.

Витрати холодного повітря в охолоджуючійкамері (шахті)

.

L_x=1144692+326317+899/87.94-40.2=30831.7кг/год

При розрахунку на 1 кг випаруваноївологирівняннязапишеться

.

Різницяприпливів і втраттеплоти в охолоджуючійшахті

_x=1144692+4.19 40-899=1143960

Питомівитратиповітря в охолоджуючійшахті , кг на 1 кг випаруваноївологи

.

l_x=L_x/W_x=1143960/87.94-40.2=23872

3. Розрахунок споруд захищеного ґрунту.

Для вирощування розсади та овочів в зимовий та ранньо-осінній періоди широко використовуються ґрунтові, ангарні та блокові теплиці. Згідно з номенклатурою теплиць (ОНТП–сх. 10-85) площа ангарних (однопрольотних) теплицьстановить 0,15; 0,2 га, а блокових (багато прольотних) – 0,2; 0,3; 1 та 1,5 га. Ширина прольоту l₁ = 6,4 м (допустимо також – 3,2 м); висота h₁=2.4м, h₂ = 0,7…1,3м; довжина l₂ = 50…250 м.

Вихідні дані на курсовий проект:

Інвентарна площа теплиці – 1.2га;

· Ширина прольоту l₁ =6.4 м;

· Довжина прольоту l₂ =187,5м

· Висота h₁=2.4 м;

· Висота h₂=1,2 м;

· Кількість прольотів - 10;

· Культура – перець;

Тепловий розрахунок теплиць

Тепловий розрахунок теплиць з системами опалення шатра і грунту починають з рівняння теплового балансу на поверхні огородження, яке записується так:

Q_К1+ Q_В1 + Q_КОН =Q_К2+ Q_В2,

деQ_К1й Q_К2 - теплові потоки при конвективному теплообміні на внутрішній та зовнішній поверхнях огородження, відповідно, Вт/м²;

Q_В1 йQ_В2– теплові потоки через випромінювання на внутрішній та зовнішній поверхнях огородження, відповідно, Вт/м²;

Q_КОН– тепловий потік при конденсації на внутрішній поверхні огородження, Вт/м²;

Конвективний теплообмін на внутрішніх поверхнях огородження розраховують в умовах природної конвенції при турбулентному режимі.

Q_К1= А₁ К₀ т (t_B– t₀)^4/3,

де А₁ – коефіцієнт для розрахунку конвективного теплообміну. Він залежить від середньої температури повітря t_сер

t_сер=(t_B+ t₀)/2=(26+2)/2=14 ^оС,

отже А₁ =1,60 –значення з табличних даних.

t_B=26^оС– розрахункова температура внутрішньогоповітря;

t₀= 2 – температура поверхні огородження теплиці, ^оС;

К₀ = F₀ /F_гр=1,25 – коефіцієнт огородження теплиці(відношення площі огороджувальної поверхні (шатра) F₀ до інвентарної площі грунту F_гр);

т –коефіцієнт розташування поверхні теплообміну:

т= (F_в + 0,7 F_п)/(F_в + F_п),

де F_в – площа вертикального огородження поверхні, м²;

F_п – площа похилої огорожі поверхні, м²;

F_п =b 2n l₂=3,41 2 10 187,5=12787.5 м²,

де b= = =3,41 м² - ширина бокової поверхні ланки шатра;

F_в = (l₁+l₂) h₁=10 (6,4+187,5) 2,4=4653.6 м²

т= (4653.6 +0,7 12787.5)/(4653.6 +12787.5)=0,78

Отже Q_К1=1,60 1,25 0,78 (26 –2)^4/3 = 107,99 Вт/м²

Тепловий потік через випромінювання на внутрішній поверхні огородження

Q_В1=(1- К_п) Q_в.гр.+ Q_в.ш.,

де К_п =0,12 – коефіцієнт поглинання теплового випромінювання в об’єміспоруди;

Q_в.гр.– тепловий потік через випромінювання на поверхні грунту, Вт/м²;

Q_в.гр.= 0,81 С₀ ,

де С₀ =5,67 Вт / м К – випромінювальна здатність абсолютно чорного тіла;

t_гр =15^оС – температура поверхні грунту;

Q_в.ш..– тепловий потік через випромінювання на поверхні огородження від приладів шатрового обігріву, Вт/м²;

Q_в.ш.= ,

де =0,94 - коефіцієнт теплового випромінювання поверхні огорожі;

= 0,94 - коефіцієнт теплового випромінювання поверхні опалювальних приладів;

=0,35 – кутовий коефіцієнт випромінювання з поверхні приладів шатрового обігріву на грунт;

t_ср– середня температура поверхні приладів (середня температура теплоносія), приймається як середнє арифметичне температур гарячої води на вході (t_т) і зворотної (t_к) води, ^оС; t_т =95^оС; t_к =70 ^оС;

t_ср = (t_т + t_к)/2 = (95+70)/2=82,5 ^оС;

а_ш – відношення площі поверхні приладів шатрового обігріву до площі теплиці;

а_ш = F_тр + К₀ + = 1,1 10^-3 1,27 213,8=0,29

= К (t_в + t_з) К_інф=213,8

К=3,3Вт/м³ *К; К_інф =1,35;

Q_в.ш.= =85,2 Вт/м²

Q_в.гр.= 0,81 5,67 =53,3 Вт/м²;

Q_В1=(1-0,12) 53,3+ 85,2=121,88 Вт/м²_.

Тепловий потік при конденсації вологи

Q_кон=К₀ r G_кон,

де r=2500Дж/кг -питома теплота пароутворення;

G_кон- витрати вологи, яка конденсується, г/(с м²);

G_кон = 0,61 10^-6 (273+t_сер)^0,42 Δε^1,4 [(t_т + t_к)/v²]^0,33,

де v= 15 10^-6 - коефіцієнт кінематичної в’язкості повітря;

Δε= 100 (0,01φ_в Р_в`` - Р<sub>0</sub>``)/В,

де В=101,3 кПа – атмосферний тиск;

Р_в`` =2,3 кПа й Р<sub>0</sub>``=0,6 кПа – тиск насичення водяної пари при t_ві t_o;

Δε= 100 (0,01 60 2,3 - 0,6)/101,3=0,77

G_кон = 0,61 10^-6 (273+14)^0,42 0,77^1,4 [(95 + 70)/(15 10^-6)²]^0,33=0,038 кг/с м²

Q_кон=1,25 2500 0,038=118,75 Вт/м²

Конвективний теплообмін на зовнішній поверхні огорожі:

Q_k2=α₂ K₀ (t₀ + tз),

де α₂– коефіцієнт тепловіддачі на зовнішній поверхні, Вт/м² К;

α₂=(α_в F_в + α_п F_п)/(F_в + F_п),

де α_в=11,6 V^1/2 - коефіцієнт тепловіддачі на вертикальних ділянках огородження, Вт/м² К;

α_п=(А₂ V^0,8)/в^0,2,

де V=4,3 – швидкістьвітру, м/с (додаток 1.1);

в – характернийрозмірпохилогоогородження, м

в= = =31,26 м

А₂=6,45 – коефіцієнт, який залежить від температури зовнішнього повітря

α_в=11,6 4,3^1/2=24,05 Вт/м² К

α_п=(6,45 4,3^0,8)/31,26^0,2=10,35 Вт/м² К;

α₂=(24,05 6980,4 10,3 19181,25)/(6980,4+19181,25)=14,005 Вт/м² К;

Q_k2=14,005 1,25 (2+26)=490,1 Вт/м²

Теплообмін через випромінювання на зовнішній поверхні огорожі:

Q_В2 =К С₀ =

=5,3 0,94 5,67 =704,40 Вт/м²

Витрати теплоти через грунт розраховуємо по окремих зонах, паралельних зовнішнім стінам. Перші три зони мають ширину 2м, а частина площі, що залишилась, складає четверту зону.

Q_гр=∑ (F_i/R_i) (t_в + tз),

де F_i - площа однієї зони, м²;

R_i- опір теплопередачі відповідної зони, м² К/Вт;

R₁= 2,1 м² К/Вт; R₂= 4,3 м² К/Вт; R₃=8,6 м² К/Вт;

Для решти підлоги – 14,2 м² К/Вт;

F₁ = 96 2 2+187,5 2 2=1134 м²;

F₂ = 92 2 2+183,5 2 2=1102 м²;

F₃ = 88 2 2+179,2 2 2=1070 м²;

Q_гр= (1134/2,1+ 1102/4,3 + 1070/8,6) (26 + 22)=44160 Вт/м²

Тепловий потік на нагрівання зовнішнього повітря

Q_інф=[a (ρ₃ – ρ_B)/ ρ_B ] [ Q_k2 + Q_B2 ],

деа=1,25 - коефіцієнт. Який залежить від покриття;

ρ₃ йρ_B - густина зовнішнього і внутрішнього повітря;

Q_інф=[1,25 (1,29– 1,23)/1,23 ] [490,1 + 704,40 ]=72,83 Вт/м²

Тепловий потік, який акумулюється в грунті

Q_ак= 0,00545 А_с (λ_гр С_гр ρ_гр)^1/2,

де А_с =26^оС - добова амплітуда температури на поверхні грунту;

λ_гр=0,52 Вт/м К - теплопровідність грунту (додаток 3.2);

С_гр=1640 Дж/кг К - питома теплоємність грунту (додаток 3.2);

ρ_гр= 450 кг/м³ - густина грунту (додаток 3.2);

Q_ак= 0,00545 26 (0,52 1640 450)^1/2=87,78 Вт/м²

Дата добавления: 2015-08-31