3.3.2 Термическое сопротивление у внутренней поверхности стенки
Принимаем температуру внутренней поверхности стенки tвн.ст=1,35 0С
При внутренней температуре имеем следующие физические свойства воздуха: tвн=280С – Число Прандтля Pr=0,703
Коэффициент кинематической вязкости воздуха n=15,06∙10-6м2/0С.
Коэффициент теплопроводности воздуха l=2,59∙10-2Вт/(м0∙С).
Критерий Грасгофа
где bв-коэффициент объемного расширения воздуха
bв=1/(273+tвн)
Dt – перепад температур Dt=tвн – tвн.ст
Произведение критерия Грасгофа на число Прандтля равно:
При (Gr∙Pr)>109 имеем турбулентный режим.
Определим конвективный коэффициент теплоотдачи при естественной циркуляции воздуха
где h – ширина потолка.
Термическое сопротивление на внутренней поверхности стенки
3.3.3 Термическое сопротивление на наружной поверхности здания
Коэффициент теплоотдачи
aнар=aк.нар+aл
где aк.нар – конвективный коэффициент теплоотдачи;
aл – коэффициент теплоотдачи излучением.
Пусть температура наружной поверхности стены tнар.ст= – 20 0С
aк=f(Re)
Критерий Рейнольдса
Re = (W∙L)/n
где W – скорость ветра, W=15 м/с
L=15 м – ширина потолка.
Физические свойства воздуха при tнар= – 220С:
коэффициент кинематической вязкости воздуха n=11,704∙10-6 м2/с
коэффициент теплопроводности воздуха l=2,264∙10-2 Вт/(м2∙С)
При Re > 5x105 критерий Нуссельта можно определить по формуле:
где С=5,7 Вт/(м2∙К4) – коэффициент излучения абсолютно-черного тела
e=0,96 – степень черноты потолка.
3.3.4 Проверка температуры наружной и внутренней поверхности стенки
R=Rвн+R+Rнар
R=0,232+0,27+0,0278=0,5298 (м2С)/Вт
Температура наружной поверхности стенки
tнар.п=tнар+((tвн–tнар)∙Rнар)/R
tнар.п=–22+((28+22)∙0,0278)/0,5298=–19,8 0С
Dt – расхождение в заданной и полученной температуре не превышает 0,50С, следовательно дальнейших приближений делать не надо.
tвн.п=tвн – ((tвн – tнар)∙Rвн)/R
tвн.п=28 – ((28+22)∙0,232)/0,5298=1,6 0С
Dt – расхождение в заданной и полученной температуре не превышает 0,5 0С, следовательно дальнейшие приближения делать не надо.
3.3.5 Общие теплопотери для цеха
Q=(Fпов∙Dt)/R
где Fпов – поверхность боковых стен цеха, соприкасающихся с наружным воздухом;
Dt – перепад температур; Dt=28 – (–22)=50 0С;
R – общее термическое сопротивление; R=0,5298 (м2∙С)/Вт.
Q=(5915∙50)/0,5298=70158,55 Вт
Общие теплопотери через стены цеха составляют Qпт=70,159 кВт.
3.4 Расчет теплопоступлений в цех
3.4.1 Теплопоступления от станков
Таблица 3.1
|
№ |
Наименование потребителя |
Рн, кВт |
|
1 |
Тестомешальная машина |
4 |
|
2 |
Тестомешальная машина HYM 220-H (Турция) |
5,5 |
|
3 |
Дежеподъёмник |
2,2 |
|
4 |
Делитель теста |
5,5 |
|
5 |
Привод расстоичного шкафа |
1,5 |
|
6 |
Привод вентилятора |
0,75 |
|
7 |
Циркуляционный вентилятор |
3 |
|
8 |
Привод печи |
4 |
|
9 |
Привод опрыскивания хлеба |
0,25 |
|
10 |
Воздушная завеса |
2 |
|
11 |
Освещение |
35 |
Общая мощность станков Nобщ=261,7 кВт
Теплопоступления от станков можно определить по формуле:
Qст=N∙n1∙n2∙n3∙n4, (3.12)
где N – общая наименьшая мощность электропривода станков;
n1 – коэффициент использования мощности электродвигателя;
n2 – коэффициент одновременности работы электродвигателей;
n3 – коэффициент загрузки (отношение величины среднего потребления мощности к максимально необходимой);
n4 – коэффициент характеризующей какая часть энергии превратилась в тепловую и осталась в помещении;
Для приближенных вычислений теплопоступлений в цеха по производству хлебобулочных изделий принимают:
n1∙n2∙n3∙n4=0,25 – при работе станков без охлаждающей эмульсии; [2]
n1∙n2∙n3∙n4=0,2 – при работе станков с охлаждающей эмульсией (охлаждающая эмульсия применяется для крупных токарных станков, фрезерных, расточных, круглошлифовальных и плоскошлифовальных станков).
Qст=N∙0,25, (3.13)
Qст=261,7∙0,25= 65,43 кВт
3.4.2 Теплопоступления от искусственного освещения
Qосв=N∙h (3.14)
где N – суммарная мощность источников освещения на данном участке цеха;
N=35 кВт
h – коэффициент перехода электрической энергии в тепловую. h=0,95
Qосв=35∙0,95= 33,25 кВт
3.4.3 Теплопоступления от людей, работающих в цеху по производству хлебобулочных изделий
Работы в цеху относятся к категории работ средней тяжести – 2Б. При этом затраты энергии для одного человека составляют 200 – 250 ккал/ч. [8]
Общее теплопоступление от работников цеха можно посчитать по формуле:
Qч=Nч∙qч, (3.15)
где qч – тепловыделение от одного человека qч =200 ккал/ч;
Nч – минимальное количество работников данного цеха одновременно находящихся на своих рабочих местах Nч=30;
Qч=30∙200=6000 ккал/ч или Qч= 6960 Вт
3.4.4 Общее теплопоступление в цех по производству хлебобулочных изделий
Qпост=Qст+Qосв+Qч
Qпост=65,43+33,25+6,96=105,64 кВт
3.5 Расчет теплопотерь через полы
Рассчитаем теплопотери через неутепленные полы, расположенные на грунте.
Толщина плиты перекрытия d=0,2 м, теплопроводность l=1,92 Вт/(м0∙С)
Ширина пола Н=15 м, длина пола L=59 м
Для неутепленных полов термическое сопротивление:
Для первой зоны RH1=2,15 (м0∙С)/Вт.
Для второй зоны RH2=4,3 (м0∙С)/Вт.
Для третьей зоны RH3=8,6 (м0∙С)/Вт.
Для четвертой зоны RH4=14,2 (м0∙С)/Вт.
Определим площади зон:
Площадь первой зоны F1=4∙(L+H)=4∙(15+59)=296 м2.
Площадь второй зоны F2=4∙(L+H – 12)=248 м2.
Площадь третьей зоны F3=4∙(L+H – 20)=216 м2.
Площадь четвертой зоны F4=3∙47=141 м2.
Площадь четвертой зоны можно определить следующим образом:
F4=Fобщ – F1 – F2 – F3 + 4∙2∙2=885 – 296 – 248 – 216 – 16=141 м2
, (3.16)
Теплопотери через полы составляют Qп=8,985 кВт.
3.6 Потери тепла с инфильтрацией
Определим расход тепла на инфильтрацию воздуха. В производственных помещениях расход тепла на нагрев холодного воздуха, поступающего вследствие инфильтрации через притворы окон, дверей, ворот доходят до 30 – 40% от основных теплопотерь. Затраты тепла на нагревание инфильтрационного воздуха, когда все щели в окнах и дверях уплотнены, рассчитывают путем увеличения на 5 – 10% отопительной нагрузки здания.
В нашем случае, нельзя сказать, что все щели в окнах и дверях уплотнены. К тому же, в данном цехе по производству хлебобулочных изделий имеются достаточно большие светопрозрачные ограждения, которые являются источником наиболее интенсивного охлаждения помещений.
Ворота на данном участке являются двойными. Исходя из всего вышесказанного, можно сделать следующий вывод: потери тепла с инфильтрацией для данного цеха по производству хлебобулочных изделий составляют 2% от основных теплопотерь через ограждения.
Qпот=Qок+Qст+Qпол+Qпотол+Qвор
Qпот=4,6+17,798+8,985+64,48+1,966=97,82 кВт
Qинф=0,02∙97,829=1,95 кВт
3.6.1 Определение суммарных теплопотерь
цех мощность теплоснабжение теплопотери
Qпотерь=Qст+Qок+Qпп+Qвор+Qпт+Qинф
где Qст – теплопотери через стены;
Qок – теплопотери через окна;
Qпол – теплопотери через полы;
Qпт – теплопотери через потолок;
Qвор – теплопотери через ворота;
Qинф – потери тепла с инфильтрацией;
Qпот=17,79+4,6+8,98+70,15+1,96+1,95=147,719 кВт
3.6.2 Определение расчетной тепловой нагрузки
Qот=Qпот – Qпост
где Qпост – теплопоступления в цех;
Qот=147,719 – 105,64=42,079 кВт.
Заключение
Реконструкция действующей схемы электроснабжения цеха по производству хлебобулочных изделий позволяет значительно повысить надежность электроснабжения и производительность труда цеха. Усовершенствованная схема дает возможность сократить время простоя основного технологического оборудования при выводе его из работы в ремонт или при аварийных ситуациях.
В данной работе предусмотрена реконструкция действующей трансформаторной подстанции, то есть демонтаж этой подстанции с щитом управления и введение в работу комплектной ТП с запиткой РП и единичных электроприемников цеха с шин КТП. Это позволяет экономить средства и обеспечивает полное заполнение электрической схемы цеха. Повышенная схема электроснабжения ведет к снижению амортизационных отчислений на ремонт и эксплуатацию технологического оборудования. Предложенная схема обеспечивает бесперебойное питание потребителей даже в пик нагрузок.
Оптимизация системы промышленного электроснабжения заключается в рациональном принятии решений по выбору сечений кабелей и проводов, защитной аппаратуры (автоматических выключателей). Это даст предприятию дополнительные средства за счет сокращения непроизводственных расходов, что ведет к увеличению выпускаемой продукции ООО «Пальмира».
Список литературы
1. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования. СН и П II – 4 – 79. – М.: Стройиздат, 1980.
2. Правила устройства электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 1992.-385 с.
3. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.-М.: Энергоатомиздат, 1989.–528 с.
4. Липкин Б.Ю. Энергоснабжение промышленных предприятий и установок. - М.: Высшая школа, 1990.–496 с.
5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. - М.: Энергоатомиздат, 1989.–608 с.
6. Ойфман С.В., Самойлович Г.В. Каталог информэлектро. - М.: Информэлектро, 1987.
7. Райцельский Л.А. Справочник по осветительным сетям. – М.: Энергия, 1977–288 с.
8. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций.-М.: Энергия, 1980.–600 с.
9. Федоров А.А. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. В 2-х т. Т.1-М.: Энергия, 1973.–520 с.
10. Федоров А.А., Старкова А.Е. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию - М.: Энергоатомиздат, 1987.–368 с.
11. Справочная книга для проектирования электрического освещения. / Под. Ред. Г.М. Кнорринга. – Л.: Энергия, 1976. – 384 с.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
