Электрокалориферлерін есептеу

Есептеуге арналған мәліметтер

 

Келесі талаптар сәйкес 400 басқа арналған сиыр қорасының жылыту және желдеткіш жүйесін есептеу: сиыр қорасының габариттері 111,6 х 22,2 х 7 м, мал тұратын жайдың көлемі 100,6 х 21,4 х 2,2 м. Сырттағы ауаның есептік температурасы–20⁰С. Қабырғалары қызыл кірпіштен істелінген, қабырға қалыңдығы 0,38 м, ішінен қабырғалары қалыңдығы 0,02м болатын құмды-цементтік ерітіндімен сылақталынған.

Бөгеу жинақталған қалыңдығы 0,035 м болатын темірбетонды плиталардан істелінген, будан оқшаулағыш бірқабатты рубеноидтан жасалған, қалыңдығы 0,03 м тақтайлардан төсеніш және қалыңдығы 0,16 м минералды мақтадан жылытқыш жасалған.

Мал тұратын жайдың едені қалыңдығы 0,15 м болатын керамзибетоннан жасалған, жайда екі қабатты өлшемдері 1,92х0,92 м болатын 66 терезе және екіқабатты тақтайдан жасалған қалыңдығы 0,03 м жалпы ауданы 36 м² болатын 4 есік бар.

Ауа алмасуды есептеу

 

Қажетсіз артық көмiр қышқылының алып тастау шартынан ауа алмасу анықталады. Бір жануардан бөлінетін СО₂ 142 л/сағ-ты, СО₂ ықтимал концентрациясы 2,5 л/м³-ты, сыртқы ауадағы СО₂ концентрациясы 0,3…0,4 л/м³ құрайды.

 

 

мұндағы	ci	-	көмiрқышқылының қос тотықтың бiр жануар ерекшеленетiн саны немесе (3, 5-шi қолданба) осы түрдiң құсы, л/кiмнiң-шi;
	ni	-	жануар осы түрлерiн сан баспанаға;
	k	-	сан жануар түрлi;
	c1	-	л/м3 (1-шi қолданба) жай, CO2 барынша ықтимал шоғырлану ауада;
	c2	-	c2=0 сыртқы ауада CO2 шоғырлану, 3...0, 4 л / м3).

 

Қажетті ауа айналымды анықтау үшін бір сиырдың ылғал бөлінуін және жалпы ылғал бөлінуді анықтау керек (г/ч):

 

мұндағы	Wi	–	(3, 5-шi қолданба) бiр жануар осы түрiн ылғалдың бөлуi, г/кiмнiң-шi;
	ni	–	жануар осы түрлерiн сан баспанаға;

x - сиыр қоралар үшiн жайдың сулы беттерiмен ылғалдың булану ескеретiн еселiк;

 

Осыдан

 

мұндағы	W	–	жиынтық ылғал шығарулар баспанаға, г/ч;
	dв	–	ауадағы ылғал мөлшер баспанаға, г/кг;
	dн	–	сыртқы ауаны ылғал мөлшерi, г/кг;
	rв,rн	–	тиiсiнше тығыздық iшкi және тиiстi қызудың жанында сыртқы ауа, кг/м;

Ауаайналымның қысқалығына тексеру жүргізіледі:

 

 

мұндағы

Vn

–

жайдың iшкi көлемi, м3;

 

Талаптарды қанағаттандырады.

Тартпалы шахтадағы ауаның жылдамдығы (м/с):

 

 

Табиғи тартымда тартпалы шахталардың қимасының ауданы

құрайды (м²):

 

 

мұндағы

n

–

тартпалы шахтада ауа қозғалысының жылдамдық. жай, м3.

 

 

Тартпалы шахтаның саны:

мұндағы

f

–

бiр шахта, (мал шаруашылық жайлар үлгi жобалардағы квадрат квадрат қимасының тартпалы шахталары жақтан 400, 500, 600, 700 мм әдетте қабылдайды немесе тiк төртбұрышты қима) м2 қимыл қима.

 

Ауақұбырларындағы сорудың түзету коэффициентін есепке ала отырып артық ылғалды алып тастау ұзындығы 50 м болатты, пластмассалы және асбоцементті ауақұбырларының желдеткішінің жиынтық берілісі 1,1-ге тең L_в­ = 1.1×35072 = 38579 м³/сағ-ты құрайды.

Желдеткіштердің саны бір желдеткіштің берілісінен, яғни 8000 м³/сағ-тан аспайтын жылытумен желдетудің сұлбасын есепке ала отырып анықтайды.

 

Жылытуды есептеу

Жылу режимін анықтау үшін бөгеулердің барлық ауданың есептеу керек, оны жайдың паспорты немесе оның жоспары бойынша анықтауға болады.

Терезе ауданы (м²):

F_ок= 1,92×0,9×66=114

 

Жылытылмайтын жайлардан шығатын қабырғалар ауданы F_ст.вн= 60 м².

Сыртқа шығатын қабырғалар ауданы F_ст.нар = 330 м².

Бөгеудің ауданы F_пер = 2280 м².

Сыртқы қабырғалардың жылуберілу кедергісі (м²·°С/Вт):

 

 

Бөгеудің термиялық кедергісі (м²·°С/Вт):

 

 

Сыртқы қабырғалар арқылы жылулық жоғалтулар анықталады (Вт):

 

 

Ішкі қабырғалар арқылы жылулық жоғалтулар анықталады (Вт):

 

 

 

Бөгеу арқылы жылулық жоғалтулар анықталады (Вт):

 

 

Екілік терезе үшін термиялық кедергі 0,345 -қа тең, біртекті терезелер үшін – 0,170 , екілік бөлек терезелер үшін - 0,345 .

Терезе арқылы жылулық жоғалтулар тең (Вт):

 

 

Есіктер арқылы жылулық жоғалтулар (Вт):

 

 

Жылулық шығындар осьтiк сызық бөлiмше арналған жағалай еден арқылы анықталады.

Еден ені 21,4 м, сәйкесiнше сыртқы қабырғаға осьтiк сызықтан сыртқына дейiн қашықтық 21,4/2= 10,7 м болады.Еден ауданың сыртқы қабырғадан екі метрлік аймаққа бөлу керек болса, онда 2 м болатын 3 аймақ және ені 4,7 м болатын бір аймақ және ені осьтiк сызықтың екi жағы болатындай тағы бір аймақ пайда болады. Зоналар(аймақ) ауданы (м²):

 

F₁=F₂=F₃=100,6×2×2=402,4

F₄=4,7×100,6×2=945,6

 

Әр зонаға жылу беріліс кедергісікелесі формула бойынша

анықталады (м²·°С/Вт):

 

 

 

Осыдан қуат (Вт):

 

 

Осыған сәйкес барлық бөгеулер арқылы жылулық жоғалтулар тең болады (Вт):

 

Желдендіргіштің (вентиляция) жоғалтулары болады (Вт):

 

 

Кездейсоқ және қосымша шығындар (Вт):

 

Р_сп = 0,1(Р_огр+Р_в) =41418

Р_доп = 0,1Р_огр/2 = 3086

 

Жануарлардан бөлінетін жылулық ағын (Вт):

Жануарларды ұстау жайларын жылытуға қажетті жылулық ағын (Вт):

 

 

 

 

Электрокалориферлерін есептеу

Берілген мысалда жылулық энергияның көзі ретінде электркалориферлік қондырғы қолданады. Ауа қыздырғыштың есептеуiнде алдымен жылытқыш-желдету жүйесінің сұлбасын таңдау маңызды. Желдеткіштің тұтынылатын берілісі 35072 м³/сағ-ты, ал қыздырғыштардың қуаты 228425 Вт-ты құрайтын болғандықтан, және сиырларды ұстайтын жайда екі желдеткішті камералар барын есепке ала отырып 4 жылытқыш-желдету жүйесін таңдаймыз. Жылытқыш-желдету жүйесінің орналасуы 9.2 суретте көрсетілген.

Демек бір калорифердің қыздыру қуаты тең (кВт):

 

мұндағы

-

калорифер п.ә.к-і.

 

Нұсқауларға сәйкес құбырлы электрқыздырғыштардың(ТЭН) саны үш еселі болу керек, ал оның қуаты 1,5…3 кВт аралығында. Берілген жағдай үшін ҚЭҚ-ң саны 20…40 шт болу керек, 27 ҚЭҚ таңдаймыз (3 қатардан 7 шт.,в 4 қатар 6 ҚЭҚ) және дәліздің орналасуы. Осыдан бір ҚЭҚ-ң қуаты тең болады(кВт):

 

1100 ⁰С-қа тең тұратқты температура беріледі. Өткізгіштің қимасын таңдау арқылы алынатын есептелінетін температура тең (⁰С):

 

 

Мұнда k_м – қабырланған құбырға салынған спираль үшін монтаж коэффициенті 0,5…0,6-ке тең, k_c – ауалық ағындағы спираль үшін орта коффициенті 1,2…1,5 аралығында таңдалады, 4.1 және 4.2 кесте.

Определяется рабочий ток (А):

 

Есептік температура және жұмыстық ток бойынша, 4.3кесте, қыздырылатын өткізгіштің диаметрімен қимасы таңдалады, d_пр = 0,45 мм, қимасы 0,159 мм².

1000⁰С жұмыстық температурадағы нихромнан жасалған өткізгіштің меншікті кедергісі тең болады (Ом·мм²/м):

 

 

Өте аз температуралық коэффициент және нихромның электрлік кедергісінің меншікті коэффициентінің нәтижесінде a меншікті кедергісі мүлдем өзгерген жоқ.

ҚЭҚ-ң қыздырғыш элементінің өткізгішің керекті ұзындығы тең (м):

 

 

Спиральдың орамдарының орташа диаметрі D_ср (мм):

 

D_ср =10d_пр = 10.0,45 = 4,5

 

Орамдар қадамы (мм):

h=(2…4)d_пр = 2.0,45 = 0,9

 

Спираль орамының саны:

 

 

Спираль ұзындығы (мм):

L _c = mh = 666.0,9 = 599,4

 

Түтікшенің сыртқы диаметрі (мм):

D_H =(2,5…3)D_ср = 3.4,5 = 13,5

 

ТЭН-ң толық ұзындығы (мм):

 

 

ҚЭҚ-дың жылулық есептелуі қабырғаланудың беткі тұрақты температурасын және ҚЭҚ-ң меншікті беттік қуатын анықтаудан тұрады.

ҚЭҚ-ң орналасуын есепке ала отырып (шахматты немесе дәліздік)калорифердің эскизінен F_к калорифердің нақты қимасын анықтау керек(ауа берілетін ҚЭҚ-ң орналасу аймағының қимасын): F_к =А·В – F_Т.

Ауақұбырдың биіктігі қатардағы ҚЭҚ-ң санымен анықталады және ҚЭҚ-ң қабырлану диаметрі D_ор.

Қабырлану диаметрі D_ор шамамен аламыз (мм):

 

D_ор=(2…3)D_H = 1,6·13,5 = 35,1

 

Қатардағы ТЭЖ-тың арақашықтығы L_р қатардағы ҚЭҚ-ң ортасының арақашықтығы (мм):

 

D_ор. = 1,6·35,1 = 56,16

 

Қатардағы барлық ҚЭҚ-ң көлденен қимасының ауданы ҚЭҚ-ң ұзындығына D_н түтікшенің сыртқы диамтерімен және z_p қатардағы ҚЭҚ-ң санымен анықталады (м²):

 

F_Т = D_н·А· z_p = 0,0135·0,715 ·7 = 0,068

 

В = L_p·z_p = 56,16·7 = 393

 

F_к =А·В – F_Т = 0,715·0,393 0,068 = 0,21

 

Калорифердің ауақұбырының ені ҚЭҚ-ң толық ұзындығынан бірнеше ұзын болуы мүмкін.

ҚЭҚ-ң беттік қабырлануының температурасы ауамен ҚЭҚ-ң ағу жылдамдығына байланысты. Бір желдеткіштің белгілі бір еңбек өндірісінен ағу жылдамдығы тең (м/с):

 

Қабырғаларының қадамы (мм):

 

 

Қабырға биіктігі анықталады (мм):

 

 

Рейнольдс критерийі тең болады:

 

 

Нуссельт критерийі тең болады:

 

 

Жылуберіліс коэффициенті (Вт/(м²·°С)):

 

 

Қабырғалар саны мына формула бойынша анықталады:

 

 

 

Қабырғалану ауданы тең болады (м²):

 

Температура оребрения ТЭНа составит (°С):

 

 

Меншікті үстіңгі қуат (Вт/см²):

 

ҚЭҚ-ң бетінің қабырлану температурасы барынша шекті мәннен аспайды, 200…250 ⁰С, бірақ оны F_ор қабырланудың ауданың кішірейту есебінен жоғарылатуға болады..