3.3 Расчет отопления и вентиляции в цехе первичной обработки молока

Процесс замены загрязненного воздуха свежим, чистым называют вентиляцией. При эксплуатации поточно-технологической линии первичной обработки молока в воздух помещения выделяются воздушные пары и в рабочей зоне образуется избыточное влагосодержание. Для удаления водяных паров подсчитываем необходимый воздухообмен по формуле [24].

L = G_в ∙ (d₂ – d₁) ∙ S, (3.1)

где G_в – суммарное влаговыделение в помещении, г/ч;

d₂, d₁ – влагосоединение воздуха в помещении и окружающей среде соответственно, определим по i – d диаграмме, г/кг сухого воздуха, d₂=3,6 г/кг, d₁=0,3 г/кг;

S – плотность воздуха при температуре помещения 18°С, S =1,32 кг/м³.

Суммарное влаговыделение рассчитываем, исходя из площади мокрых поверхностей, испаряющих влагу и температуру в помещении. По диаграмме находим количество водяных паров, испаряющихся с 1 м² мокрой поверхности при температуре 18°С, следовательно:

G_в = 3,2 ∙ S_общ., (3.2)

где Sобщ – общая площадь мокрых поверхностей, м².

Общую площадь мокрых поверхностей определим по формуле:

S_общ = S_пом + S_обор, (3.3)

где Sпом – площадь поверхности помещения, с которой испаряется влага, для цеха первичной обработки молока размерами 6х10 м S_пом =60 м²

Sобор – площадь поверхности оборудования, с которой испаряется влага, суммарную площадь поверхности оборудования цеха первичной обработки молока (танк-охладитель, сепаратор-молокоочиститель, нормализатор) ориентировочно принимаем S_обор -68 м²

S_общ = 60 + 68 = 128 м².

Подставив исходные данные в формулу (3.2) получим

S_в = 3,2 ∙ 128 = 409,6 г/ч.

Подставив данные в формулу (3.1) получим:

L = 409,6 ∙ (3,6 – 0,3) ∙ 1,32 = 1784 м³/ч.

Определим коэффициент кратности воздухообмена по формуле:

(3.4)

где V_п – внутренний объем помещения, при площади помещения 60 м² и высоте перекрытия 3,6 м V_п = 216 м³.

Подставив исходные данные в формулу (3.4) получим:

Так как k > 5 ч^-1 , то проведем расчет отопления и вентиляции помещений. При расчете отопления определим расход теплоты через наружные ограждения зданий [24]:

Q_о = 10^-3 ∙ q_о ∙ V_п ∙ (Т_в – Т_н), (3.5)

где q_о – удельная отопительная характеристика здания, q_о 0,5=Вт/м² ∙ К;

_Vп – внутренний объем помещения, м³;

Т_в – средняя расчетная температура внутреннего воздуха основных помещений здания, Т_в =291 К;

Т_н – расчетная зимняя температура наружного воздуха для проектирования систем отопления, Т_н =244 К.

Подставив исходные данные в формулу (3.5) получим:

Qо = 10^-3 ∙ 0,5 ∙ 216 ∙ (291–244) = 5,07 кВт.

Расход теплоты на вентиляцию производственных зданий определим по формуле:

Q_о = 10^-3 ∙ q_в ∙ V_п ∙ (Т_в – Т_н.в), (3.6)

где q_в – удельная вентиляционная характеристика, Вт/м³∙К;

Т_н.в. – расчетное значение температуры наружного воздуха для проектирования систем вентиляции, Т_н.в. =255 К.

Подставив исходные данные в формулу (3.6) получим:

Q_о = 10^-3 ∙ 0,83 ∙ 216 ∙ (291–255)= 6,45 кВт.

Определим общую площадь поверхности нагревательных приборов:

(3.7)

где k – коэффициент теплопередачи стенок нагревательных приборов, k = 8,3 Вт/м²∙К;

Тг – температура воды на входе в нагревательный прибор, 345 К;

Тх – температура воды на выходе из нагревательного прибора, 337 К.

Подставив исходные данные в формулу (3.7) получим:

По известному количеству F находим требуемое количество нагревательных приборов [24] по формуле:

(3.8)

где ƒ – площадь одной секции нагревательного прибора, м².

Выбираем радиатор типа МЗ-500-2. Следовательно, из таблицы [24] принимаем ƒ = 0,96 м².

Подставив исходные данные в формулу (3.8) получим:

Таким образом, принимаем 22 секции нагревательного прибора МЗ-500-2. Зная требуемый воздухообмен, рассчитывают производительность вентилятора по формуле:

Lв = kп ∙L, (3.9)

где kп – поправочный коэффициент на расчетное количество воздуховодов, kп = 1,5;

L - необходимый воздухообмен, L =1784 м³/ч (3.1).

Подставив исходные данные в формулу (3.9) получим:

Lв = 1,5 ∙1784 = 2676 м³/ч.

Выбираем вентилятор серии Ц4-70. По номограмме [24] определяем его КПД, η = 0,6. Мощность электродвигателя для принятого вентилятора рассчитывают по формуле:

(3.10)

где k_з - коэффициент запаса, k_з = 1,05...1,5;

Н_с – избыточное давление, Н_с=59,4 кПа;

η_п – КПД передачи, для клиноременной передачи η_п=0,95.

Подставив исходные данные в (3.10) получим: