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

Гидравлический расчёт кольцевого газопровода низкого давления

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

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)

 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