Практичне заняття №5
Тема: “Розрахунок системи опалення теплиці при використанні газоподібного палива”
Мета роботи: Навчитись розраховувати теплові втрати через огорожу, складати рівняння теплового балансу та розрахувати потужність систем опалення.
Термін проведення учбових занять – 6 год.
Завдання: Для теплиці блочного типу необхідно розрахувати потужність системи опалення.
Дані для розрахунку:
Адміністративний центр – Бердянськ (t х п = - 19 С)
Опалювальна характеристика -7,6 Вт/м2 С
Довжина (А) – 146 м.
Ширина (В) – 30 м.
Довжина технологічного приміщення (С) – 6 м.
Довжина полотна крівлі (h) – 1,2 м.
Висота теплиці (H) – 4 м.
Теплота згорання газу (кДж/м3) – 35880 (Родовище – Дашавське).
Коефіцієнт теплопередачі через конструкцію, Вт/м2С, - 6,2 .
Матеріал покриття – одинарне скло.
Температура всередині приміщення - +15 С.
Хід виконання:
Потужність систем опалення визначається тепловими втратами через зовнішні огорожі, грунт та на підігрівання інфільтруючого повітря.
В інженерній практиці для приблизних розрахунків прийнятий спрощений спосіб розрахунку потужності системи опалення Qг, Вт знаходимо з виразу:
(5.1)
де Qоп – втрати тепла через огорожу, Вт;
Qв – втрати тепла на нагрівання повітря, Вт.
(5.2)
де q0 – коефіцієнт теплопередачі через конструкцію, Вт/м2 С, (одинарне скло – 6,2; здвоєне – 3,34; одинарна плівка – 10,0; здвоєна плівка – 5,8).
Fп – сумарна площа поверхні огорожі, м2;
tв, tн – температури внутрішнього та зовнішнього повітря, С;
іінф – коефіцієнт інфільтрації;
ог – коефіцієнт огорожі (для малогабаритних теплиць – 2,02,5 для блочних теплиць 1,11,5).
Для проектування опалення розрахункова температура в теплицях для вирощування овочевих культур та розсади приймається в нічний період tв=15С, а для розсади 8С.
Відповідно до СНіП 2.10.04-85 в холодний період року для зимових теплиць tн приймають рівну середній температурі найбільш холодної п’ятиденки з забезпеченістю 0,92.
На витрати тепла для обігріву теплиць мають вплив способи укриття, так для плівкового покриття одинарного іінф=1,051,10, для здвоєного - іінф=1,31,4, а для засклених іінф=1,251,30.
Площу теплиці розраховують відповідно до рис.5.1.
5.1 Площу приміщення теплиці по зовнішньому обмірі Fп, м2 знаходимо з виразу:
(5.3)
5.2 Площа ґрунту F0 , м2 , визначається за виразом:
-
(5.4)
Fо = (146·30) - (6·30) = 4200.
5.3 Коефіцієнт огорожі ог знаходимо з виразу:
(5.5)
.
1,3 – технологічні приміщення для рослин;
2 – підсобне приміщення.
Рисунок 5.1 – Ескіз приміщення теплиці в плані
5.4 Витрати газу визначаються з рівняння теплового балансу Gг, м3/с:
(5.6)
де Qоп – втрати тепла крізь огорожу, Вт;
- теплота згорання газу, кДж/м3
,(завдання);
с – масова теплоємкість повітря (1 кДж/кг С);
α - коефіцієнт перерахунку об'єму 1 м3 на 1 кг природного газу,(α=0,6).
.
5.5 Витрати вентиляційного повітря Gв, м3/с, визначаємо відповідно виразу:
(5.7)
де m – коефіцієнт, рівний масі вуглекислого газу при спалюванні 1 кг газу; (для пропану – 2,98; бутану - 2,94; природного – 2,71);
Gг – витрати газу, м3/с;
х1, х2 – об’ємна доля вуглекислого газу в повітрі теплиці та зовнішньому повітрі; (в теплиці х1 – 0,50,7 – для огірків, для всіх останніх -0,35; х2 – в зовнішньому повітрі – 0,04), %.
.
5.6 Теплота, яка витрачається на нагрівання вентиляційного повітря Qв, Вт:
(5.8)
.
Розрахункова потужність системи опалення при спалюванні газу знаходять з рівняння (5.1) Qг, Вт:
5.7 Кількість газових горілок nг, шт знаходимо з виразу:
Номінальне теплове навантаження горілки (500…800 Вт).
шт.
Газові горілки розміщують в теплиці таким чином, щоб опроміненість рослин не перевищувала 580 Вт/м2.
Висновок по заняттю.
Таблиця 5.1 – Варіанти завдань для виконання індивідуальної роботи
Варіант |
А, м |
В, м |
Д, м |
Н, м |
h, м |
t В, °С |
Адміністративний центр |
V, м/с |
1 |
140 |
40 |
2,3 |
4,0 |
0,7 |
15 |
Дніпропетровськ |
2,0 |
2 |
130 |
45 |
2,4 |
4,0 |
0,8 |
15 |
Нікополь |
3,0 |
3 |
120 |
50 |
2,5 |
4,0 |
0,9 |
15 |
Донецьк |
4,0 |
4 |
110 |
55 |
2,6 |
4,0 |
0,8 |
15 |
Маріуполь |
5,0 |
5 |
100 |
60 |
2,7 |
4,0 |
0,7 |
15 |
Бердянськ |
6,0 |
6 |
90 |
65 |
2,8 |
4,0 |
0,6 |
15 |
Запоріжжя |
7,0 |
7 |
80 |
70 |
2,9 |
4,0 |
0,5 |
15 |
Мелітополь |
8,0 |
8 |
70 |
75 |
3,0 |
4,0 |
0,4 |
15 |
Кіровоград |
7,0 |
9 |
135 |
80 |
2,9 |
4,0 |
0,9 |
15 |
Джанкой |
6,0 |
10 |
125 |
40 |
2,8 |
4,0 |
0,8 |
15 |
Євпаторія |
5,0 |
11 |
115 |
45 |
2,7 |
4,0 |
0,7 |
15 |
Керч |
4,0 |
12 |
105 |
50 |
2,6 |
4,0 |
0,6 |
15 |
Сімферополь |
3,0 |
13 |
95 |
50 |
2,5 |
4,0 |
0,5 |
15 |
Миколаїв |
4,0 |
14 |
85 |
60 |
2,4 |
4,0 |
0,4 |
15 |
Одеса |
5,0 |
15 |
75 |
65 |
2,3 |
4,0 |
0,5 |
15 |
Вінниця |
6,0 |
16 |
80 |
70 |
2,2 |
4,0 |
0,4 |
15 |
Луцьк |
7,0 |
17 |
90 |
75 |
2,1 |
4,0 |
0,3 |
15 |
Херсон |
8,0 |
18 |
100 |
40 |
2,4 |
4,0 |
0,5 |
15 |
Черкаси |
6,0 |
19 |
120 |
45 |
2,5 |
4,0 |
0,6 |
15 |
Донецьк |
4,0 |
20 |
130 |
50 |
2,6 |
4,0 |
0,7 |
15 |
Черкаси |
3,0 |
21 |
140 |
55 |
2,7 |
4,0 |
0,8 |
15 |
Мелітополь |
5,0 |
22 |
135 |
70 |
2,8 |
4,0 |
0,9 |
15 |
Одеса |
9,0 |
23 |
130 |
60 |
2,6 |
3,0 |
0,4 |
15 |
Одеса |
10,0 |
24 |
120 |
65 |
2,5 |
3,0 |
0,3 |
15 |
Вінниця |
2,0 |
25 |
100 |
70 |
2,4 |
3,0 |
0,5 |
15 |
Луцьк |
2,5 |
26 |
110 |
75 |
2,3 |
3,0 |
0,6 |
15 |
Херсон |
3,0 |
27 |
90 |
40 |
2,2 |
3,0 |
0,7 |
15 |
Черкаси |
3,5 |
28 |
85 |
45 |
2,3 |
3,0 |
0,8 |
15 |
Донецьк |
4,0 |
29 |
80 |
50 |
2,4 |
3,0 |
0,9 |
15 |
Дніпропетровськ |
4,5 |
30 |
100 |
55 |
2,5 |
3,0 |
0,6 |
15 |
Нікополь |
5,0 |
Продовження таблиці 5.1
Варіант |
А, м |
В, м |
Д, м |
Н, м |
h, м |
t В, °С |
Адміністративний центр |
V, м/с |
31 |
140 |
20 |
2,3 |
3,0 |
0,7 |
15 |
Дніпропетровськ |
2,0 |
32 |
130 |
25 |
2,4 |
3,0 |
0,8 |
15 |
Нікополь |
3,0 |
33 |
120 |
30 |
2,5 |
3,0 |
0,9 |
15 |
Донецьк |
4,0 |
34 |
110 |
35 |
2,6 |
3,0 |
0,8 |
15 |
Маріуполь |
5,0 |
35 |
100 |
40 |
2,7 |
3,0 |
0,7 |
15 |
Бердянськ |
6,0 |
36 |
90 |
45 |
2,8 |
3,0 |
0,6 |
15 |
Запоріжжя |
7,0 |
37 |
80 |
50 |
2,9 |
3,0 |
0,5 |
15 |
Мелітополь |
8,0 |
38 |
70 |
55 |
3,0 |
3,0 |
0,4 |
15 |
Кіровоград |
7,0 |
39 |
135 |
60 |
2,9 |
3,0 |
0,9 |
15 |
Джанкой |
6,0 |
40 |
125 |
65 |
2,8 |
3,0 |
0,8 |
15 |
Євпаторія |
5,0 |
41 |
115 |
70 |
2,7 |
3,0 |
0,7 |
15 |
Керч |
4,0 |
42 |
105 |
75 |
2,6 |
3,0 |
0,6 |
15 |
Сімферополь |
3,0 |
42 |
95 |
80 |
2,5 |
3,0 |
0,5 |
15 |
Миколаїв |
4,0 |
44 |
85 |
85 |
2,4 |
3,0 |
0,4 |
15 |
Одеса |
5,0 |
45 |
75 |
20 |
2,3 |
3,0 |
0,5 |
15 |
Вінниця |
6,0 |
46 |
80 |
25 |
2,2 |
3,0 |
0,4 |
15 |
Луцьк |
7,0 |
47 |
90 |
30 |
2,1 |
3,0 |
0,3 |
15 |
Херсон |
8,0 |
48 |
100 |
35 |
2,4 |
3,0 |
0,5 |
15 |
Черкаси |
6,0 |
49 |
120 |
40 |
2,5 |
3,0 |
0,6 |
15 |
Донецьк |
4,0 |
50 |
130 |
45 |
2,6 |
3,0 |
0,7 |
15 |
Черкаси |
3,0 |
51 |
140 |
50 |
2,7 |
3,0 |
0,8 |
15 |
Мелітополь |
5,0 |
52 |
135 |
55 |
2,8 |
3,0 |
0,9 |
15 |
Одеса |
9,0 |
53 |
110 |
22 |
2,3 |
4,0 |
0,9 |
15 |
Дніпропетровськ |
2,1 |
54 |
112 |
24 |
2,4 |
4,0 |
0,8 |
15 |
Нікополь |
2,2 |
55 |
116 |
26 |
2,5 |
4,0 |
0,7 |
15 |
Донецьк |
2,3 |
56 |
114 |
28 |
2,6 |
4,0 |
0,6 |
15 |
Маріуполь |
2,4 |
57 |
118 |
30 |
2,7 |
4,0 |
0,5 |
15 |
Бердянськ |
2,5 |
58 |
120 |
32 |
2,8 |
4,0 |
0,4 |
15 |
Запоріжжя |
2,6 |
59 |
122 |
34 |
2,9 |
4,0 |
0,6 |
15 |
Мелітополь |
2,7 |
60 |
124 |
36 |
3,0 |
4,0 |
0,5 |
15 |
Кіровоград |
2,8 |
61 |
126 |
38 |
2,8 |
4,0 |
0,4 |
15 |
Джанкой |
2,9 |
62 |
128 |
40 |
2,9 |
4,0 |
0,2 |
15 |
Євпаторія |
3,1 |
Продовження таблиці 5.1
Варіант |
А, м |
В, м |
Д, м |
Н, м |
h, м |
t В, °С |
Адміністративний центр |
V, м/с |
63 |
130 |
20 |
2,7 |
3,0 |
0,9 |
15 |
Керч |
3,4 |
64 |
92 |
25 |
2,8 |
3,0 |
0,8 |
15 |
Сімферополь |
3,5 |
65 |
94 |
30 |
3,0 |
3,0 |
0,7 |
15 |
Миколаїв |
3,6 |
66 |
96 |
35 |
2,7 |
3,0 |
0,6 |
15 |
Одеса |
3,7 |
67 |
98 |
40 |
2,8 |
3,0 |
0,5 |
15 |
Вінниця |
3,8 |
68 |
100 |
45 |
2,3 |
3,0 |
0,4 |
15 |
Луцьк |
3,9 |
69 |
82 |
50 |
2,4 |
4,0 |
0,6 |
15 |
Херсон |
4,1 |
70 |
84 |
55 |
2,5 |
4,0 |
0,5 |
15 |
Черкаси |
4,2 |
71 |
86 |
46 |
2,6 |
4,0 |
0,4 |
15 |
Донецьк |
4,3 |
72 |
88 |
48 |
2,7 |
4,0 |
0,2 |
15 |
Черкаси |
4,4 |
73 |
90 |
21 |
2,8 |
4,0 |
0,5 |
15 |
Мелітополь |
4,5 |
74 |
92 |
23 |
2,9 |
4,0 |
0,4 |
15 |
Одеса |
4,6 |
75 |
94 |
25 |
3,0 |
4,0 |
0,6 |
15 |
Луцьк |
4,7 |
76 |
96 |
27 |
2,8 |
4,0 |
0,5 |
15 |
Одеса |
4,8 |
77 |
98 |
31 |
2,7 |
4,0 |
0,4 |
15 |
Вінниця |
4,9 |
78 |
99 |
33 |
2,6 |
4,0 |
0,2 |
15 |
Луцьк |
5,1 |
79 |
81 |
35 |
2,5 |
3,0 |
0,5 |
15 |
Херсон |
5,2 |
80 |
83 |
37 |
2,4 |
3,0 |
0,4 |
15 |
Черкаси |
5,3 |
81 |
85 |
39 |
2,3 |
3,0 |
0,2 |
15 |
Донецьк |
5,4 |
82 |
87 |
41 |
2,2 |
4,0 |
0,5 |
15 |
Черкаси |
5,5 |
83 |
89 |
43 |
2,3 |
4,0 |
0,4 |
15 |
Одеса |
5,6 |
84 |
91 |
45 |
2,3 |
4,0 |
0,6 |
15 |
Вінниця |
5,7 |
85 |
101 |
47 |
2,4 |
4,0 |
0,5 |
15 |
Дніпропетровськ |
5,8 |
86 |
103 |
51 |
2,4 |
4,0 |
0,2 |
15 |
Нікополь |
5,9 |
87 |
105 |
53 |
2,5 |
4,0 |
0,5 |
15 |
Донецьк |
6,1 |
88 |
107 |
55 |
2,5 |
4,0 |
0,4 |
15 |
Маріуполь |
6,2 |
89 |
109 |
57 |
2,6 |
4,0 |
0,6 |
15 |
Бердянськ |
6,3 |
90 |
111 |
59 |
2,6 |
3,0 |
0,5 |
15 |
Запоріжжя |
6,4 |
91 |
113 |
61 |
2,7 |
3,0 |
0,4 |
15 |
Мелітополь |
6,5 |
92 |
115 |
60 |
2,7 |
3,0 |
0,2 |
15 |
Кіровоград |
6,6 |
93 |
117 |
50 |
2,8 |
4,0 |
0,5 |
15 |
Джанкой |
6,7 |
94 |
119 |
40 |
2,9 |
4,0 |
0,4 |
15 |
Луцьк |
6,8 |
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
СНіП 2.04.05-86 “Отопление, вентиляция, кондиционирование”.
СНіП 2.04.08-87 «Газоснабжение».
Эстеркин Р.И. Котельные установки. Курсовое и дипломное проектирование.: Учебное пособие для техникумов. –Л.: Энергоатомиздат, 1989.-280с.
Елизаров А.Г. Общая теплотехника, теплоснабжение и вентиляция: Учебник для вузов.-М.:Стройиздат, 1982.-215с.
Телегин А.С., Лебедев Н.С. Конструкции и расчет нагревательных устройств. Учебник для машиностроительных техникумов. -М.: Колос, 1975, - 280с.
Гольдфарт Э.М., Кравцов А.Ф., Радченко Н.И. Расчет нагревательных печей.-К.: Урожай, 1958, - 422с.
Ионин А.А. Газоснабжение. – М.: Стройиздат, 1965.- 441с.
Орлов К.С. Монтаж санитарно-технических, вентиляционных систем и оборудования. – М.: Издательский центр «Академия», 1999.-352с.
Енин П.М., Г.Г. Шитко, Г.В.Пилюгин. Газификация сельской местности. -К.: Урожай, 1988.-144с.
Живописцев Е.Н., Косицин О.А. Электротехнология и электрическое освещение. -М: Агропромиздат, 1990. –303с.
11. Жила В.А., Ушаков М.А. и др.. Газовые сети и установки. -М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 272с.
Підписано до друку 22 червня 2007 року. Формат 60×84 1/16. Офсетний друк. Умовних друк. лист. 2,0. Тираж 100 екз. Типографія Таврійського державного агротехнологічного університету, м. Мелітополь. Пр. Б. Хмельницького 18, корпус 3.