Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий: Практическое пособие по одноименной дисциплине

Гидравлический расчёт кольцевого газопровода низкого давления

Расчётный участок	Lф, м	Расход газа на участке, м3/ч				Диаметр участка D, мм	Потери давления, Па
		vп	vэкв	vт	vр		На 1м, Нi	Hi×Lф	Hi×Lф+z

Гидравлический расчет кольцевого трубопровода считается завершенным, если невязка в первом и втором кольцах газопровода не превышает 10 %.

2  Определение требуемого количества холода

При расчете расхода холода вычисляются вначале отдельные частные нагрузки как составляющие полной нагрузки, дающие в сумме общую потребность в холоде.

Рисунок 2.1 – Холодильная установка.

 

Рисунок 2.2 – Теплопритоки от различных источников

2.1 Расчет составляющих внешней нагрузки

Задание

Рассчитать теплопритоки и требуемую холодильную мощность испарителя.

Допустим, данная холодильная камера сконструирована из не имеющих тепловых мостов ячеистых элементов типа «сэндвич», самонесущих, из жесткого пенополиуретана толщиной 100 мм.

Исходными данными для расчета являются:

- размеры холодильной камеры а и б (см. рис.2.3);

- температура внутри холодильной камеры;

- температура воздуха в помещениях А, Б и В;

- температура наружного воздуха;

- охлаждаемый продукт.

Рисунок 2.3 – Камера для охлаждения.

2.1.1 Расчет теплопритоков через ограждения камеры

Ограждающие конструкции холодильной камеры рассчитываются каждая отдельно и последовательно друг за другом.

Особое внимание при этом следует уделять положению стен, их конструктивному исполнению и соответствующей разности температур, а также относящимся сюда коэффициентам теплопередачи.

Далее рассчитываются теплопритоки от пола и потолка.

В заключение суммируются полученные результаты.

Для расчета теплопритоков предлагается следующее уравнение:

(2.1)

где F – площадь внутренней поверхности ограждения, м²;

 - разность температур снаружи ограждения и внутри камеры, К;

k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м² К).

Соединение элементов осуществляется по системе «в шпунт и гребень» с использованием защищенной от коррозии эксцентриковой винтовой стяжки.

Таблица 2.1 – Технические характеристики

Толщина стен, мм	100
Теплоизоляция	жесткий пенополиуретан
Плотность пены, кг/м3	40
Теплопроводность, Вт/(м К)	<0,02
Коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К)	0,19
Рекомендуемая разность температур, К	до 45

Рисунок 2.4 – Структура элементов стен и потолка.

Холодильная секция изнутри прилегает к имеющейся сплошной стене здания, поэтому учитывается только коэффициент теплопроводности ячеистого элемента.

Таблица 2.2 – конструкция пола (в направлении снаружи – внутрь)

Бетонная подготовка	0,15	1,279	0,1173
Слой битума	0,015	0,16	0,0938
Звукоизоляция (стиродур)	0,1	0,03	3,333
Верхний слой бетона	0,1	1,279	0,0782
Бесшовное покрытие	0,05	1,924	0,026
Облицовочная плитка	0,015	1,05	0,0143

 для внутренних стен холодильной камеры; значение  не учитывается (пол непосредственно прилегает к грунту).

Термическое сопротивление (равное обратной величине коэффициента теплопередачи) для пола составляет:

Коэффициент теплопередачи для пола     .

Температура грунта принимается     

Полный теплоприток в холодильную камеру:

  (2.3)

2.1.2 Расчет теплопритока в результате воздухообмена

Рассматриваемый в качестве частичной нагрузки воздухообмен в холодильной камере необходимо учитывать в тех случаях, когда температура поступающего в камеру воздуха превышает температуру самой камеры, то есть осуществляется вентиляция помещения.

Рассчитывается коэффициент воздухообмена из расчета на 1 сутки:

где  - объем вентилируемого помещения, м³.

Теплоприток от вентиляции рассчитывается с использованием следующих уравнений:

(2.5)

Или

где   – расход вентилируемого воздуха, кг/с;

 - разность энтальпий наружного и воздуха внутри камеры, кДж/кг;

 – плотность  воздуха в холодильной камере, кг/м³.

При температуре  и нормальном атмосферном давлении .

Для определения  используется диаграмма влажного воздуха (приложение 3):

2.1.3 Расчет теплопритока при открывании дверей

Для холодильных камер небольшой площади достаточно вычисления части холодильной нагрузки, связанной с воздухообменом; для больших холодильников с множеством дверей рекомендуется выполнить дополнительный расчет возможных при этом теплопритоков.

Такой расчет производится по расширенной формуле Тамма:

 

(2.8)

где  ;

 – время открытия двери из расчета на тонну грузооборота, мин/т;

=1,2 м – ширина двери;

 высота двери;

 ­плотность воздуха в камере, кг/м³;

 – плотность воздуха снаружи камеры, кг/м³;

 – энтальпия воздуха снаружи камеры, кДж/кг;

 – энтальпия воздуха внутри камеры, кДж/кг;

 – КПД воздушной завесы; для помещений без воздушной завесы ; для помещений с воздушной завесой  

Фактический вес всех продуктов, помещенных в холодильную камеру:

(2.9)

где  – площадь холодильной камеры, м²;

 максимальная высота штабеля охлаждаемого продукта,.

  - грузовая емкость, кг/м³ (приложение 4);

  - коэффициент грузораспределения (приложение 5).

Продолжительность открытия двери холодильной камеры  (в минутах) дается в пересчете на тонну грузооборота (приложение 6).

Определяется соответствующая плотность загрузки конкретного продукта с учетом грузовой емкости камеры (приложение 4).

Следует также учитывать суточный грузооборот, что позволит избежать выбора избыточных параметров конструкционных элементов. Ежедневная норма оборота продукта устанавливается с остаточными 25% от : 

Плотность воздуха при температуре, отличной от 0 С:

2.2 Расчет внутренних теплопритоков

2.2.1 Эксплуатационные теплопритоки

·  Теплоприток от освещения

Для стандартных камер хранения охлажденных продуктов, оснащенных специальными холодостойкими светильниками для влажных помещений, с родом защиты IP68 (непроницаемыми для пыли и воды под напором), где предусмотрена вспомогательная освещенность от 60 до100 люкс по ДИН 5035, в расчетах можно исходить из тепловой нагрузки порядка 6 Вт/м².

Возможен расчет: в холодильной камере заказчиком предусмотрены