Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Теплопоступления.






И. Н. Булдакова

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА

ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ ВРЕДНОСТЕЙ

Методическое пособие по курсу лекций

по дисциплине «Теоретические основы

создания микроклимата в помещении»

раздел «Определение количества выделяющихся

вредностей в помещениях».

Ижевск 2008

УДК 621.

 

 

Определение количества выделяющихся вредностей. Методическое пособие по курсу лекций по дисциплине «Теоретические основы создания микроклимата в помещении» раздел «Определение количества выделяющихся вредностей в помещениях».

 

Составитель: старший преподаватель И. Н. Булдакова

 

Методическое пособие содержит методики и справочные данные для определения количества выделяющихся вредностей в помещении. Пособие будет полезно при изучении курсов «Теоретические основы создания микроклимата в помещении», «Вентиляция общественного здания», «Промышленная вентиляция», «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение».

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ ВРЕДНОСТЕЙ. Методическое пособие по способам определения количества выделяющихся вредностей в помещениях.

Предназначено для студентов специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция» очной и заочной форм обучения и студентов по направлению 270100.62 «Строительство» в области «Теплогазоснабжение и вентиляция».

 

 

© Булдакова И. Н. (составление), 2008

© Издательство ИжГТУ, 2008


ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ.

Поступления теплоты рассчитывают в зависимости от назначения помещения, протекающего технологического процесса, оборудования, установленного в помещении. Расчет выполняют отдельно для теплого периода года и для холодного периода года.

1. Теплопоступления от людей. Тепловыделения человека складываются из отдачи явного и скрытого тепла. Тепловыделения человека зависят в основном от категории тяжести выполняемой им работы, температуры и скорости движения окружающего воздуха, а также теплозащитных свойств одежды.

Отдачу человеком явного тепла , Вт можно определить по формуле:

 

, Вт, (1)

где – коэффициент, учитывающий интенсивность выполняемой работы, принимается равным: 1 – для легкой работы, 1, 07 – для работы средней тяжести, 1, 15 – для тяжелой работы;

– коэффициент, учитывающий теплозащитные свойства одежды, принимается равным: 1 – для легкой одежды, 0, 65 – для обычной одежды, 0, 4 – для утепленной одежды;

– скорость воздуха в помещении, м/с;

– температура воздуха в помещении, °С.

Чаще всего при расчетах тепловыделений от людей пользуются табличными данными. В этом случае тепловыделения определяют по формуле:

 

, Вт, (2)

где – тепловыделения одного взрослого мужчины, Вт, (табл.1). Принято считать, что женщина выделяет 85%, а ребенок – 75% от тепловыделений мужчины;

– количество людей.

Для пловцов в бассейнах вводится поправка (1-0, 33), где 0, 33 – доля времени, проводимая ими в бассейне.

 

  Таблица 1
Количество тепла, Вт, влаги, г/ч, и двуокиси углерода, л/ч, выделяемых человеком.

 

Параметры Значения параметров при температуре воздуха в помещении, °С
           
  Состояние покоя
Тепло явное            
Тепло полное            
Влага            
Двуокись углерода            
  Легкая работа
Тепло явное            
Тепло полное            
Влага            
Двуокись углерода            
  Работа средней тяжести
Тепло явное            
Тепло полное            
Влага            
Двуокись углерода            
  Тяжелая работа
Тепло явное            
Тепло полное            
Влага            
Двуокись углерода            

 

2. Тепловыделения от источников искусственного освещения. Количество тепла, поступающего в помещение от источников искусственного освещения , следует определять по фактической или проектной мощности светильников. Считают, что вся энергия, затрачиваемая на освещение, переходит в теплоту, нагревающую воздух помещения, при этом пренебрегают частью энергии, нагревающей конструкции здания и уходящей через них.

 

, Вт, (3)

где – мощность одной лампы, Вт/шт;

– количество ламп, шт;

– коэффициент, учитывающий долю теплоты, отдаваемой конвекцией и теплопроводностью. Для ламп накаливания мощностью 100-1000Вт – , для люминесцентных ламп мощностью 40Вт – .

Установлено, что если осветительная арматура и лампы находятся вне пределов помещения (чердачные помещения бесфонарного здания, остекленные ограждения и т. д.) или светильники снабжены местными отсосами, то количество теплоты следует определять по сумме видимой радиации, попадающей в помещение. Для ламп накаливания мощностью 100-1000Вт – =12%, для люминесцентных ламп мощностью 40Вт – =16, 5%.

Если мощность светильников неизвестна, то тепловыделения от источников освещения , Вт, можно определить по формуле

, Вт, (4)

где – освещенность, лк, принимаемая по табл.3;

– площадь пола, м2;

– удельные тепловыделения, Вт/(м2·лк), табл. 2;

– доля теплоты, поступающей в помещение, составляет 0, 45 при люми­несцентных лампах и 0, 15 при лампах накаливания от расходуемой на освещение энергии.

Тепловыделения от источников освещения рабочих мест учитывают независимо от периода года и времени суток, а от источников общего освещения – с учетом времени суток и архитектурно-планировочных решений.

 

  Таблица 2
Удельные тепловыделения от люминесцентных ламп  
Тип светильника Распределение потока света, % Средние удельные выделения тепла, Вт/(м2·лк), для помещений площадью, м2
> 200 50–200 < 50
вверх вниз при высоте помещения, м
4, 2 3, 6 4, 2 3, 6 4, 2 3, 6
Прямого света     0, 067 0, 560 0, 074 0, 058 0, 102 0, 07
Преимущественно прямого света     0, 082 0, 071 0, 087 0, 073 0, 122 0, 190
Диффузного рассеянного света     0, 094 0, 077 0, 102 0, 079 0, 166 0, 116
Преимущественно отраженного света     0, 140 0, 108 0, 152 0, 114 0, 232 0, 166
Отраженного света     0, 145 0, 108 0, 154 0, 264 0, 264 0, 161
Примечание. Для ламп накаливания необходимо вводить поправочный коэффициент 2, 75
                   

 

3. Теплопоступления от солнечной радиации (инсоляции). Солнечная радиация попадает в помещение через остекленные поверхности, плоские кровли и наружные стены. При расчетах вентиляции и кондиционирования для объектов дневного функционирования обычно учитывается только тепло, проникающее через остекленные поверхности, так как теплопоступления через кровлю, и особенно через наружные стены, невелики и происходят с большим запаздыванием вследствие медленного прогрева конструкций здания. Обычно поступление тепла в результате инсоляции через стены и кровлю наблюдается вечером и ночью, когда температура наружного воздуха снижается, а поступление тепла от других источников сокращается.

 

 

  Таблица 3
Уровень общего освещения помещений. (согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»)
Помещение Освещенность рабочих поверхностей, лк
Отделения литейных цехов:
формовки  
плавильно-заливочное  
выбивки  
отрубки и очистки  
Кузнечные, термические, прессовые, холодноштамповочные, малярные, сборочные цехи и цехи металлопокрытий  
Механические, сборочно-сварочные, деревообрабатывающие и модельные цехи  
Помещения гаражей:
мытья и уборки автомобилей  
технического обслуживания и ремонта автомобилей  
хранения автомобилей  
Помещения инженерных сетей:
вентиляционные камеры  
помещения насосов, тепловые пункты  

 

Помещение Освещенность рабочих поверхностей, лк
Общественные здания и вспомогательные помещения предприятий:
читальные залы, проектные кабинеты, рабочие и классные комнаты, аудитории  
проектные залы, конструкторские бюро  
залы заседания, спортивные, актовые и зрительные залы клубов, фойе театров, выставочные залы  
крытые бассейны, фойе клубов и кинотеатров  
зрительные залы кинотеатров  
палаты и спальные комнаты санатория  
обеденные залы, буфеты  
номера гостиниц  
Торговые залы магазинов:
продовольственных  
промышленных товаров  
хозяйственных товаров  

 

     

 

Количество солнечной энергии, проникающей через остекленные поверхности, зависит от величины угла, образованного лучом и поверхностью стекла.

Луч солнца, падая на поверхность стекла, частично отражается, частично проникает через стекло внутрь помещения, где и превращается в тепловую энергию. Чем больше угол между лучом и поверхностью стекла, тем меньшая доля энергии отражается и большая попадает внутрь

помещения. Поэтому через остекление, обращенное на запад, поступает больше тепла, чем через остекление, обращенное на юг (в первом случае угол больше, чем во втором).

Количество тепла от солнечной радиации, , Вт, поступающее через остекленные поверхности, определяется по формуле:

, Вт, (5)

где – количество тепла, поступающее на 1 м2 вертикальной поверхности в 13-14 ч в зависимости от географической широты расположения данного объекта и ориентации по сторонам света, Вт/м2, табл. 4;

– площадь остекленной поверхности, расположенной в одной из наружных стен, м2;

– коэффициент, учитывающий уменьшение поступления тепла за счет затемнения стекол переплетами рам и загрязнениями атмосферы, табл. 5. Для населенных пунктов, расположенных на параллели 38° с.ш. и ниже, коэффициент следует принимать с поправкой 0, 93;

– коэффициент, учитывающий уменьшение поступления тепла через вертикальные остекленные поверхности из-за применения солнцезащитных устройств или наружных козырьков, табл.6.

В расчет следует принимать большую из двух величин солнечной радиации:

1) теплопоступления через остекление, расположенное в одной стене;

2) теплопоступления через остекление, расположенное в двух взаимно перпендикулярных стенах с учетом коэффициента 0, 7.

В обоих случаях добавляется теплопоступление через бесчердачное покрытие, если таковое имеется.

Теплопоступления от солнечной радиации необходимо учитывать в тепловом балансе для теплого и переходного периодов года. Поступление тепла от солнечной радиации через наружные непрозрачные стены не учитывается.

 

Таблица 4
Количество тепла, поступающего от солнечной радиации (прямой и рассеянной) в зависимости от географической широты  
Географическая широта, град.с.ш. Количество тепла, , Вт/м2 Эквивалентная разность температур, , °С
На вертикальные поверхности в 13-14 ч На вертикальную поверхность западной ориентации На горизонтальные поверхности
З ЮЗ Ю В Макси- мальное Средне-суточное Макси-мальное Средне-суточное
                  27, 6
                  27, 4
                  27, 2
                  26, 7
                  26, 4
                  26, 2
                  26, 0
                  25, 9
                  25, 6
                  25, 6
                  24, 7
                  24, 2
                  23, 6
                  23, 2
                  22, 9
                  22, 8

Теплопоступления от инсоляции через бесчердачное покрытие определяют по формуле:

 

, Вт, (6)

где – площадь поверхности покрытия, м2;

– коэффициент теплопередачи покрытия, Вт/(м2·°С);

– эквивалентная разность температур, °С, определяется по табл. 4.

 

  Таблица 5
Значение коэффициента

 

Тип остекления
Окна сплошные одинарные витринные без переплетов и стены из стеклоблоков 0, 72
Окна сплошные двойные витринные без переплетов 0, 68
Окна в металлических рамах:  
одинарные 0, 6
двойные в спаренных переплетах 0, 70
двойные в раздельных переплетах 0, 6
Окна в деревянных рамах:  
одинарные 0, 48
двойные в спаренных переплетах 0, 7
двойные в раздельных переплетах 0, 6
Двухкамерный стеклопакет в деревянном переплете 0, 8
Двухкамерный стеклопакет в металлическом переплете 0, 9

 

4. Теплопоступления от нагретых поверхностей оборудования. При известных значениях температур поверхностей и температуры внутреннего воздуха , °С, поступление тепла определяется:

 

, Вт, (7)

 

 

  Таблица 6
Значение коэффициента

 

Тип остекления
Венецианские подъемные жалюзи  
темные 0, 64
светлые 0, 55
Рольные непрозрачные шторы  
темные 0, 59
светлые 0, 25
Шторы из светлой ткани  
редкие 0, 67
средней плотности 0, 55
плотные 0, 47
Наружные жалюзи 0, 30
Шторы между переплетами 0, 50
Побелка стекол 0, 60
Остекление матовыми стеклами 0, 70
Наружные козырьки с вылетом менее 2 м 0, 20
Маркиза 0, 25

 

где – коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м2·°С);

– коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(м2·°С);

– средняя температура поверхности, °С;

– площадь нагретой поверхности, м2.

 

Коэффициент теплоотдачи конвекцией определяется

 

, (8)

где – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения свободной поверхности, табл. 7.

 

 

Таблица. 7
Значение коэффициента  
Поверхность Коэффициент
Вертикальная 1, 66
Горизонтальная, обращенная вверх:  
нагретая 2, 26
охлажденная 1, 16
Горизонтальная, обращенная вниз:  
нагретая 1, 16
охлажденная 2, 26
Горизонтально расположенная труба 2, 09

 

Коэффициент теплоотдачи излучением определяется

 

, (9)

где – приведенный коэффициент излучения тел в помещении, который принимают равным 4, 9 Вт/(м2·К4).

Для поверхности стенки укрытия, зонта, воздуховода суммарный коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху помещения определяется

 

, Вт/(м2·К), (10)

где – скорость движения воздуха у наружной поверхности, м/с.

Для поверхности нагретой воды суммарный коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху помещения определяется

 

, Вт/(м2·К), (11)

где – скорость движения воздуха у поверхности воды, м/с.

 

При неизвестной температуре поверхности теплопоступления через стенки укрытий, зонтов и воздуховодов определяется по формуле:

 

, Вт, (12)

где – коэффициент теплопередачи конструкции, Вт/(м2·°С);

–температура среды внутри укрытия, °С;

– площадь нагретой поверхности, м2.

 

Теплопоступления от неизолированных трубопроводов определяются в зависимости от их диаметра , м, длины , м, температур теплоносителя и окружающего воздуха , °С:

, Вт. (13)

Коэффициент теплоотдачи определяется по формуле:

 

, Вт/(м2· °С), (14)

где – скорость движения воздуха в районе трубопровода, м/с.

От изолированного трубопровода количество выделяющегося тепла зависит от температуры на поверхности изоляции , оС, диаметра трубопровода и слоев изоляции , ,..., , мм, и соответствующих коэффициентов теплопроводности , , …, , Вт/(м2· °С):

 

, Вт, (15)

где – коэффициент теплоотдачи поверхности изоляции, Вт/(м2·°С).

 

При определении теплопоступлений от строительных конструкций со встроенными нагревательными элементами (например от обходных дорожек в бассейне и т. п.) в формуле (7) сумма коэффициентов теплоотдачи принимается 10Вт/(м2·°С), среднюю температуру поверхности принимают согласно п.6.5.12 СНиП 41-01-2003.

5. Теплопоступления с открытой поверхности нагретой воды и с водяными парами. В этом случае в помещение поступает теплота в явном и скрытом виде.

При температуре воды () больше температуры окружающего воздуха () явные теплопоступления определяются по формуле:

, Вт, (16)

где – скорость воздуха в помещении, м/с;

– температура поверхности воды (зеркала испарения), °С, табл. 8;

– температура воздуха в помещении, °С;

– площадь отрытой поверхности воды, м2.

 

Таблица 8
Температура зеркала испарения  
, °С                    
, °С                    

 

Скрытая теплота, поступающая в воздух помещения вместе с водяными парами, определяется по формуле:

 

, Вт, (17)

где – количество испарившейся воды, кг/ч, см. раздел «Влагопоступления»;

– скрытая теплота парообразования, кДж/кг, определяется по формуле:

, кДж/кг. (18)

6. Теплопоступления от остывающего материала и продукции. Общее количество теплоты, выделившееся при остывании материала с учетом фазового превращения (переход из жидкого состояния в твердое), определяется:

 

, кДж, (19)

где – удельная теплоемкость материала в жидком и твердом состояниях соответственно, кДж/(кг·°С);

, , – температура материала начальная, конечная, плавления, соответственно, °С;

– теплота фазового превращения материала (теплота плавления), кДж/кг;

– масса материала, кг.

Необходимые данные для расчета (для стали и чугуна) приведены в табл. 9.

 

Таблица 9
Теплота плавления и теплоемкость чугуна и стали  
Материал Температура плавления, , °С Теплота плавления, , кДж/кг Теплоемкость металла
, кДж/(кг·°С) , кДж/(кг·°С)
Сталь 1300 – 1500 92 – 100 1, 17 0, 73
Чугун 1050 – 1500 96 – 100 1, 05 0, 76

 

Если при остывании материала фазового превращения не переходит, то количество теплоты определяется по формуле:

 

, кДж, (20)

где – средняя по температуре удельная теплоемкость материала, кДж/(кг·°С), табл. 10.

Для определения расчетного за какой-то промежуток времени количества теплоты необходимо в формулы вводить поправку:

, Вт, (21)

где – интервал времени, в течение которого принимается снижение температуры материала, с.

 

Таблица 10
Средняя теплоемкость материалов и продукции  
Материал и продукция Теплоемкость, кДж/(кг·°С) Материал и продукция Теплоемкость, кДж/(кг·°С)
Сталь 0, 723 Печенье 2, 17
Чугун 0, 75 Сахар 1, 23
Дерево 2, 60 Крахмал 1, 88
Карамельная масса 2, 13 Солод ячменный 2, 13
Конфетная масса 2, 50    

 

7. Тепловыделения при переходе электрической энергии в тепловую. Это плавление и нагревание металла в электрических печах, сушка изделий и готовой продукции. Данный вид тепловыделений зависит от мощности холостого хода , кВт, установочной мощности , кВт, и расхода электроэнергии , кВт·ч:

, Вт, (22)

, Вт, (23)

, Вт, (24)

, Вт, (25)

где – коэффициент, учитывающий загрузку печи;

– коэффициент одновременности работы печей;

– коэффициент, зависящий от типа печи (для камерных, шахтных и методических печей А =200, колокольных – 130, муфельных – 150, печей–ванн – 400, сушил – 300, печей без указания типа – 250);

– коэффициент, учитывающий энергию, не реализованную в данном помещении (принимается по данным технологов);

– коэффициент, учитывающий долю теплоты, поступающей от оборудования в помещение. Принимается для электронагревательных печей – , для сушил – . Может быть принят по табл. 15.

8. Теплопоступления при переходе электрической энергии в механическую. Поступление тепла от электродвигателей механического оборудования и приводимых ими в действие машин, установленных в общем помещении, , кВт, определяется по формуле:

 

, (26)

где – установочная или номинальная мощность электродвигателя, кВт;

– коэффициент загрузки электродвигателя, равный отношению средней мощности (, кВт), передаваемой оборудованию в течение расчетного часа к установочной мощности электродвигателя (, кВт), т. е. ;

– коэффициент одновременности работы электродвигателя;

– коэффициент спроса на электроэнергию, принимаемый по электротехнической части проекта или по табл. 11;

 

Таблица 11
Коэффициент спроса на электроэнергию различных отраслей промышленности  
Вид производства и промышленности Значение Вид производства и промышленности Значение
Цветная и черная металлургия: Сварочное производство:
доменные цехи 0, 6 трансформаторы ручной сварки 0, 35
мартеновские цехи 0, 3 трансформаторы автоматической сварки 0, 5
цехи производства огнеупорного кирпича 0, 6–0, 7 машины точечной сварки 0, 6
машины шовной сварки 0, 35
электрические печи сопротивления и шкафы при непрерывной загрузке 0, 8 Деревообрабатывающая промышленность:
то же, при периодической загрузке 0, 6 деревообрабатывающие цехи 0, 5
сушильные камеры 0, 5
дуговые электрические печи емкостью 3–10т 0, 7 лакокрасочные отделения 0, 8
малярные цехи 0, 65
то же, 0, 5–1, 5т 0, 55    
Машиностроительная и металлообрабатывающая промышленность Пищевая промышленность:
металлорежущие станки мелкосерийного производства 0, 14 сахарные заводы 0, 55
мясокомбинаты 0, 5–0, 55
то же, крупносерийного производства 0, 2 птицекомбинаты 0, 4–0, 45
индукционные печи 0, 8 молочные заводы 0, 44–0, 48
двигатели генератора 0, 8 маслозаводы 0, 55–0, 58
полупроводниковые выпрямители 0, 5 мельницы 0, 7–0, 8
крупозаводы 0, 65–0, 7
кузнечные машины 0, 4 комбикормовые заводы 0, 45–0, 55

 

– КПД электродвигателя при данной загрузке: здесь – КПД электродвигателя при полной загрузке, определяемый по каталогу оборудования или по табл. 12;

– поправочный коэффициент, учитывающий загрузку двигателей: при значение , при значение принимается по каталожным данным, а при их отсутствии по табл. 13;

– коэффициент перехода теплоты в помещение, учитывающий, что часть теплоты может быть унесена из помещения с эмульсией, водой, воздухом. Принимается по опытным данным, может быть принят по табл. 15 или:

– для станков ткацкого производства, для металлорежущих станков без охлаждения режущего инструмента ;

– для металлорежущих станков с охлаждением режущего инструмента эмульсией ;

– для вентиляторов ;

– для насосов .

 

Если электродвигатели и приводимое ими в действие оборудование находятся в разных помещениях, то теплопоступления определяются раздельно для электродвигателей и оборудования.

Тепловыделения от электродвигателей, не имеющих принудительного охлаждения с отводом теплоты за пределы помещения, определяются:

 

, кВт. (27)

Формула (27) пригодна для учета теплоты, поступающей в помещение от насосов и вентиляторов, приводимых в действие электродвигателями, если механическая энергия, передаваемая воде или воздуху, отводится с последними за пределы помещения.

Тепловыделения от оборудования:

 

, кВт. (28)

 

Таблица 12  
< 0, 50 0, 5–5 5–10 10–28 28–50 > 50
0, 75 0, 84 0, 85 0, 88 0, 90 0, 92

 

Таблица 13  
0, 7 0, 6 0, 5 0, 4 0, 3
0, 99 0, 98 0, 97 0, 95 0, 91

 

9. Теплопоступления при сварке. При сварке электрическими машинами с воздушным охлаждением теплопоступления определяют в зависимости от среднего расхода электроэнергии:

, Вт, (29)

где – средний расход электроэнергии, кВт·ч;

– собирательный коэффициент, учитывающий загрузку аппаратов, одновременность их работы и ассимиляцию тепла воздухом помещения, принимаемый по данным технологов.

Если машины работают с водяным охлаждением, то выделение тепла составит:

 

, Вт. (30)

Теплопоступления от поста ручной электродуговой сварки принимают 4600 Вт и от поста ручной газовой сварки – 10000÷ 11000 Вт.

При работе аппарата газовой сварки с известным расходом ацетилена , кг/с тепловыделения определяют:

 

, Вт, (31)

где – низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг, табл. 14;

– коэффициент использования горелок, принимаемый 0, 85;

– то же, что в формуле (29).

При расчете процессов сварки и резки учитывают так же поступление теплоты от оборудования, преобразующего электроэнергию. К такому оборудованию относят трансформаторы, мотор-генераторы и различные выпрямители.

 

Теплопоступления от мотор-генераторов определяются суммой потерь энергии в электродвигателях и генераторах, кВт:

 

, (32)

где – КПД генератора при данной загрузке, .

 

Тепловыделения от полупроводниковых выпрямителей определяются по формуле:

 

, Вт, (33)

где – установочная мощность выпрямителей, кВт;

– номинальный ток выпрямителя, А.

 

Выделение тепла от трансформаторов определяется по формуле:

 

, кВт, (34)

где , , – то же, что в формуле (26).

10. Теплопоступления в результате химических реакций. В основу расчета тепловыделений при химических реакциях, а также при процессах растворения, испарения, кристаллизации, адсорбции положен закон Гесса. Согласно закона Гесса тепловой коэффициент химической реакции зависит только от вида и состояния исходных веществ и конечных продуктов и не зависит от пути перехода одних веществ в другие.

При тепловых расчетах химических реакций на основе закона Гесса имеют значение два вида тепловых эффектов:

1) теплота образования – это тепловой эффект реакции образования данного соединения из простых веществ (приводится в справочной литературе);

2) теплота сгорания – тепловой эффект реакции окисления данного соединения кислородом, характеризует скрытую химическую энергию вещества.

Теплопоступления от оборудования и процессов, в которых сжигается жидкое, твердое или газообразное топливо, определяются:

, Вт, (35)

где – расход топлива, кг/ч;

– теплотворная способность топлива, кДж/кг, табл. 14;

– коэффициент, учитывающий долю тепла, поступающего в помещение, табл. 15;

– коэффициент, учитывающий химическую и механическую неполноту сгорания топлива.

Количество теплоты, поступающей в помещение через открытые отверстия и неплотности печей от продуктов сгорания, определяется по формуле:

 

, Вт, (36)

где – удельная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/(кг·°С);

– количество выбивающихся из печи газов, кг/ч;

– температура газов, поступающих в помещение, обычно принимается на 150°С ниже температуры печи, °С;

– температура воздуха в рабочей зоне, °С.

 

Таблица 14
Теплотворная способность топлива  
Топливо Теплотворная способность топлива Топливо Теплотворная способность топлива
Бутан 120250* Мазут 38970**
Пропан 91340* Условное Твердое Топливо 29330**
Ацетилен 47770* Каменный Уголь 25140**
Газ Природный 35620* Кокс 21780**
Газ Доменный 18860* Древесные Отходы 10220**
Примечание: * – теплотворная способность топлива в кДж/м3, ** – теплотворная способность топлива в кДж/кг.

 

Количество выбивающихся из печи газов определяется:

 

, кг/ч, (37)

где – коэффициент, учитывающий сужение струи газа при выходе из отверстия, равный 0, 6;

– площадь рабочего отверстия печи, м2;

– скорость выбивающихся из отверстия печи газов, м/с;

– плотность газов выбивающихся из печи газов, кг/м3;

– время, в течение которого открыта загрузочная дверка, мин.

 

, м/с, (38)

где – избыточное давление в печи, равное от 1 до 5 Па, под действием которого газы выходят из отверстия.

 

, кг/м3. (39)

 

11. Выделения тепла от пара при работе паровых машин зависит от начальной () и конечной () энтальпии, кДж/кг:

 

, Вт, (40)

где – интенсивность поступления пара в машину, кг/ч;

=1, 001 – коэффициент утечки пара;

– коэффициент загрузки и одновременности работы машин.

Если пар выпускается в результате технологического процесса непосредственно в помещение, то при его расходе W, кг/ч, количество поступающего полного тепла составит:

 

, Вт. (41)

Начальная энтальпия задается технологами, а конечная определяется в зависимости от состояния пара, выпускаемого в помещение.

При перегретом паре:

 

, кДж/кг, (42)

а при конденсирующемся:

, кДж/кг, (43)

где – температура воздуха в помещении, °С.

12. Расчёт теплопоступлений по укрупнённым показателям. Данный метод расчета применяется в тех случаях, когда точный расчёт тепловыделений от технологического оборудования затруднителен, поэтому пользуются данными, приведенными в ведомственных нормах по проектированию вентиляции различных производственных помещений. Удельные тепловыделения для некоторых производств приведены в табл. 15.

 

Таблица 15
Производственные тепловыделения  
Вид производств, помещений, оборудования и технологических процессов Удельные теплопосту- пления, Вт/(кВт мощности станка) Доля тепла, поступающего в помещение при обогреве оборудования
электри-чеством топливом
Литейное производство
Склады шихты и формовочных материалов:      
электродвигатели привода   0, 15
сушила песка и глины 0, 06
Электродвигатели привода смесеприготовительного отделения   0, 15
Поверхностная сушка формовочного отделения 0, 205
Стержневое и сушильное отделение:      
тепло от сушил отдельно стоящих 0, 079
то же, примыкающих одной стеной 0, 067
то же, примыкающих двумя стенами 0, 043
Плавильное отделение:      
индукционная печь плавки емкостью 100 кг   0, 58
то же, 500 кг   0, 52
то же, 2000 кг   0, 44
электродуговая печь плавки емкостью 500 кг   0, 33
то же, 3000 кг   0, 26
то же, 10000 кг   0, 18
Плавильно-заливочное отделение:      
электродуговые печи   0, 50
индукционные печи   0, 15
тигельные газовые печи 0, 05

 

Продолжение таблицы 15  
Вид производств, помещений, оборудования и технологических процессов Удельные теплопосту- пления, Вт/(кВт мощности станка) Доля тепла, поступающего в помещение при обогреве оборудования
электри-чеством топливом
Литейное производство
Отделение цветного машинного литья, раздаточные печи 0, 05
Отделение термической обработки литья, печи отжига     0, 084
Механические цехи холодной обработки металлов
Отделение металлорежущих станков без охлаждения режущего инструмента   0, 25
То же, с охлаждением режущего инструмента   0, 15
Отделение шлифовальных и заточных станков без охлаждения режущего инструмента   0, 25
То же, при охлаждении кругов эмульсией или содовым раствором 2, 25* 0, 25
Отделение приготовления эмульсии 2, 25*
Термическое производство
Нагревательное оборудование печных залов заводов тяжелого машиностроения   0, 37 0, 131
То же, автотракторных и инструментальных заводов   0, 57 0, 098
Отделение цианирования, горячие ванны 0, 15 0, 036
Помещения установок ТВЧ
установки ТВЧ   0, 08
Кузнечно-прессовое производство
Молотовые пролеты (печи, молоты, прессы, изделия)   0, 62 0, 127 <





© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.