Задание 2

Рассчитать аспирацию и отопление прядильного корпуса завода вискозного шелка, производящего шелк по центрифугальному способу. Завод выпускает G кг шелка марки N60 в сутки. От одного прядильного места отсасывается W м3 воздуха в минуту. В цехе воздух имеет температуру t = 22?, влажность ? = 55%; наружный воздух имеет температуру t = -35?, влажность ? = 85%.

В цехе установлено М прядильных машин, имеющих в своем составе электродвигатель мощностью N кВт К прядильных мест. При прядении нити на каждом прядильном месте происходит охлаждение прядильного раствора на 1С?, при этом выделяется 290 кДж/ч тепла и 56 г/ч влаги. В цехе работает в смену 220 человек. Тепловыделения от одного человека составляют 0,12 Вт. диоксид сера аспирация

Кубатура цеха составляет V м3 при средней высоте 5 м, соотношении длины к ширине здания 5:3. Площадь перекрытия в 1,5 раза больше площади пола. Площадь остекления составляет 30% от площади стен. Количество приточного воздуха принять равным 90% от количества вытяжного воздуха.

Коэффициент теплопередачи:

Вытяжка осуществляется вентиляторами низкого давления У-16 (производительность 24 м3/с, напор 60 мм вод. ст., к.п.д. 0,6). Для подогрева воздуха использовать пластинчатые калориферы марки КФС-12 с поверхностью нагрева 61,6 м2.

Расчет отсоса воздуха

Отсос воздуха в прядильном цехе составляет

= = 207 м3/с.

Для обеспечения такой вытяжки необходимо установить

= 9 вентиляторов.

Количество приточного воздуха составит

= 0,9* = 0,9*207 = 186,3 м3/с.

Для подачи свежего воздуха в цех устанавливаем те же вентиляторы У-16 в количестве

= 8 штук.

При кубатуре прядильного цеха V =40000 м3 кратность обмена воздуха в цехе составит

= 17 раз в час.

Расчет необходимого количества калориферов

1) Летний период

Расчет тепловыделений от электродвигателей

= 18*56*1= 1008 кВт,

Где - коэффициент искусственного отвода тепла, равный 1.

Расчет тепловыделений за счет охлаждения прядильного раствора

= = 667,64 кВт.

Расчет тепловыделений от работающего персонала

= * = 220*0,12 = 26,4 кВт.

Избыток тепла составит

=++= 1008+667,64+26,4 = 1702,04 кВт.

Примем, что в летний период времени теплопотери через стены, окна и перекрытия цеха отсутствуют.

Тогда, теплосодержание воздуха повышается на

= = 7,61 кДж на 1 кг воздуха, где - плотность воздуха, кг/м3.

В летний период времени воздух с t = 23С?, влажность ?=55% согласно диаграмме Рамзина (рисунок 3) имеет влагосодержание d = 9,9 г/кг и теплосодержание I = 48,2 кДж/кг.

В связи с тем, что на каждом прядильном месте с поверхности осадительной ванны выделяется 56 г влаги в час, или всего в цехе выделяется влаги

= = 128,92 г/с, влагосодержание воздуха повышается на = = 0,58 г/кг.

Параметры воздуха в цехе:

при = 48,2+7,61 = 55,81 кДж/кг, = 9,9+0,58 = 10,48 г/кг = 0,01048 кг/кг и t = 23С? по диаграмме Рамзина (рисунок 3 (Приложение)) находим ?=65%.

Таким образом, в летний период приточный воздух не нуждается ни в подогреве, ни в увлажнении.

2) Зимний период

Тепловыделения остаются без изменения, т.е.

= 1702,04 кВт.

Для учета теплопотерь через стены, окна и перекрытия, произведем расчет геометрических размеров здания цеха (длину l и ширину m здания).

Площадь пола составит

= = 8000 м2.

Длина и ширина здания

= = = 69,3 м, = = 115 м.

Тогда площадь стен составит

= = 1843 м2.

Площадь остекления составит

= 0,3 * = 0,3*1843 = 552,9 м2.

Площадь перекрытий составит

= 1,5 * = 1,5*8000 = 12000 м2.

Расчет теплопотерь через стены, окна и перекрытия от наружных стен

= *( - )*(- ) = 1,05*10-3*(1843-552,9)*(23+35) = 78,567 кВт;

от остекления

= **(- ) = 2,68*10-3*552,9*(23+35) = 85,943 кВт;

от пола

= **(- ) = 6,98*10-4*8000*(23+35) = 323,872 кВт;

от перекрытия

= **(- ) = 9,31*10-4*12000*(23+35) = 647,976 кВт.

Всего теплопотери составляют

=+++ = 78,567+85,943+323,872+647,976 = 1136,358 кВт.

Таким образом, зимой в прядильном цехе наблюдается избыток тепла

= - = 1702,04 - 1136,358 = 565,682 кВт.

Параметры наружного воздуха зимой

= -35С?; ?2 = 85%; = -39,4 кДж/кг; d2 = 0,1 г/кг.

Испарение влаги с поверхности нити и осадительной ванны увеличивают влагосодержание воздуха до d3 = d2 + = 0,1 + 0,58 = 0,68 г/кг, а теплосодержание до =+= -39,4+0,00068*(1,01+1,97*0,85)*103 = -39,40 кДж/кг,

где = сВ +сП*; - относительная влажность воздуха, выраженная в долях; сВ и сП - средние теплоемкости воздуха и водяного пара соответственно, кДж/(кг*К).

Таким образом, в зимний период времени приточный воздух должен быть подогрет до температуры

= - = 23 - = 23 - 2,50528 = 20

и увлажнен на = d1 - d3 = 10,48 - 0,68 = 9,8 г/кг.

Удельная нагрузка на калориферы

q =

где - тепло, пошедшее на нагрев приточного воздуха от до ; - тепло, пошедшее на испарение влаги.

= ** *(- ) = 186,3*1,2*1,01*(20+35) = 12419 кВт

= ***r = 186,3*1,2*0,0098*2442 = 5350 кВт

где r - удельная теплота парообразования при = 23.

Для нагревания калориферов используется пар с давлением 0,2 Мпа имеющим температуру = 132,9.

Средняя разность температур составит

= = = -7,5.

Тогда q = = 126,56 кВт.

Общая поверхность теплопередачи составит

= = 3049,6 м2,

где - коэффициент теплопередачи для воздухоподогревателей при вынужденном течении теплоносителей, Вт/( м2*К).

Необходимо установить калориферов

= 50 штук.

Расход пара с давлением 0,2 МПа составит

= = = 8,18 кг/с,

где удельная теплота конденсации пара с давлением 0,2 МПа.

В расчете на 1 кг выпускаемого волокна расход пара составит

= = = 57,50 кг.