Самостоятельная работа № 1

РАСЧЕТ ОТОПЛЕНИЯ И ТЕПЛОВОЙ ЗАВЕСЫ РАБОЧЕГО ПОМЕЩЕНИЯ

Цель работы:освоить алгоритм расчета механической вентиляции, тепловых завес и отопления рабочих помещений.

Задача 1.Выполнить расчет отопления участка покраски автомобилей, имеющего следующие размеры: длина а = 20 м, ширина b = 18 м высота h = 4 м. Принять среднюю температуру наружного воздуха в период отопительного сезона t_нар = - 5°С.

Решение

Целью данного расчета является определение суммарной площади нагревательных приборов. Требования санитарных норм для температуры в помещениях различных типов в холодный период года приведены в Приложении Ж, по которому находим среднюю допустимую температуру внутри участка покраски

°С.

Определяем площадь участка покраски

м²

и объем воздуха на участке

м³.

Количество теплоты, необходимое для отопления данного помещения находим по формуле:

кДж/ч,

где q_о = 2,08 кДж/час – расход теплоты на отопление 1 м³ помещения.

Количество теплоты, необходимое для вентиляции:

кДж/ч,

где q_в = 1,5 кДж/час– расход теплоты на вентиляцию 1 м³ помещения.

Суммарные затраты на отопление и вентиляцию помещения:

кДж/ч.

Суммарная площадь нагревательных поверхностей на участке:

м²,

где К_П = 40 кДж/(м²·ч·°С) – коэффициент для стальных нагревательных конструкций; t_Т = 100°С – средняя расчетная температура теплоносителя в случае пара низкого давления.

Задача 2.Выполнить расчет тепловой завесы на участке технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей, если ворота участка имеют следующие размеры: ширина х = 3 м; высота b = 2,3 м; толщина щели воздуховода δ = 10 см. Температура наружного воздуха t_нар = -17ºС, средняя скорость движения наружного воздуха υ = 2 м/с.

Решение

Эффективной мерой защиты производственных помещений от попадания холодного наружного воздуха при открывании ворот является организация воздушных завес. Завесы предусматриваются при температуре наружного воздуха ниже -15°С для помещений, в которых ворота открываются не менее 10 раз в течение часа.

Конструкция воздушных завес предполагает наличие нагнетательного воздухопровода с длинной и узкой щелью толщиной δ, через которую выпускается препятствующая поступлению в помещение холодного воздуха воздушная струя под углом 10 – 45°.

Объем наружного воздуха, поступающего в помещение при отсутствии тепловой завесы

м³/ч.

Из уравнения Менделеева-Клайперона определим плотность наружного воздуха при данной температуре

где μ = 29·10^-3 кг/моль – молярная масса воздуха; R = 8,31 Дж/(моль·К) – универсальная газовая постоянная; Т – температура наружного воздуха, переведенная в систему СИ по формуле

Т = 273 + t_нар = 273 + (-17) = 256 К.

Масса внешнего воздуха, поступающего в помещение при отсутствии тепловой завесы

кг/ч.

Для определения параметров тепловой завесы найдем вспомогателный коэффициент R

;

где φ = 0,45 – коэффициент, учитывающий наклон струи и степень ее турбулентности.

Количество рециркуляционного воздуха, необходимого для работы завесы

кг/ч,

где η = 0,6 – КПД воздушной завесы.

Рекомендуемая средняя температура на участке ТО и ТР автомобилей определяется по Приложению Ж

°С = 289 К.

Плотность воздуха, выходящего из щели воздухопровода

Тогда скорость выхода воздуха из щели при данной температуре

м/с.

Количество наружного воздуха, поступающего в помещение при наличии тепловой завесы

Определяем температуру смеси из наружного воздуха и воздуха, подаваемого на завесу

°С.

Необходимый расход воздуха на завесу для поддержания необходимой температуры составляет

кг/ч.

Задача решена.