Вентиляция. Автоматизация производства

• Название: Автоматизация производства
• Анкор: Вентиляция
• Дата: 11.03.2022
• Размер: 0.51 Mb.
• Имя файла: kursovoy (1).docx
• Тип: Документы; #391734
• страница: 2 из 5

Рис. 2. Пример схемы установки комплекта оборудования типа «Климат»:

1,13 – воздуховоды; 2,14 – электрические кабели; 3 – осевой вентилятор; 4 – регулятор частоты вращения вентиляторов; 5 – вентиляционная камера; 6 – задвижка; 7,8 – электроприводы; 9 – центробежный вентилятор; 10 – щит управления; 11 – электрокалорифер; 12 – входное окно

Управляющее устройство состоит из двух трехпозиционных регуляторов температуры. На выходе регулятора в зависимости от температуры регулируемой среды могут быть получены три команды: «Выше», «норма» и «ниже». Регуляторы настроены на разные температуры срабатывания: настройка температуры регулирования од­ного регулятора на несколько градусов выше настройки температуры регулирования другого регулятора.

Для изменения подачи вентиляторов их подключают к ступеням напряжения автотрансформатора 380, 220, 127 В, что соответствует подаче 100, 60 и 30%. Режим рабо­ты вентиляционной установки выбирают в зависимости от температуры в помещении. Если температура выше задан­ной установкой на первом регуляторе, то включайся режим 1; при температуре в помещении, меньшей заданной установкой второго регулятора,— режим 6. В соответствии с принципиальной схемой включения электровентиляторов используются следующие режимы вентиляционной установки по подаче:

1— работаютвсе вентиляторы с максимальной подачей;

2 — работают вентиляторы со средней ;

3 —работают все вентиляторы с малой подачей;

4 — работают только вторая и третья группы вентиляторов с малой подачей;

5— работает только вторая группа вентиляторы

с малой подачей;

6 — отключены все вентиляторы.

Остальные режимы рабо­ты вентиляционной установки выбирают в диапазоне промежуточных температур, заданных установками регуляторов.

Условием правильной работы системы управления является настройка терморегуляторов SK1 и SK2 на разные температуры срабатывания. Установка SK1 должна быть больше установки SK2 на 2-4˚.

Если температура воздуха помещения соответствует заданной, то электродвигатели работают на второй частоте вращения. Когда температура повышается на заданное число градусов, электродвигатели переключаются на третью частоту вращения.

При понижении температуры электродвигатели переключаются на первую частоту вращения, если температура продолжает снижаться, то отключится последняя группа двигателей. Если же температура все-таки продолжает снижаться, то все вентиляторы останавливаются.

Датчиками температуры воздуха в помещении служат полупроводниковые терморезисторы.

2. Расчет электрооборудования.
2.1. Расчет вентиляции.

Максимальное количество воздуха, необходимое для вентиляции помещения, определяется по влажности и газосодержанию. Потребный часовой расход воздуха (м³ /ч), необходимый для растворения водяных паров определяют по формуле:



- количество влаги, выделяемой животными в виде пара;

, где

- количество животных (200 голов);

G_w- количество влаги, выделяемое одним животным (487 г/час Л-5 стр.156).



- коэффициент, учитывающий испарение влаги с пола; из поилок и других конструкций (принимают равным 1,1);

- доступное содержание влаги в воздухе помещений, г/м³

-содержание влаги в наружном воздухе, г/м³.

Значение d_в и d_н определяют по формуле:



г/м³



г/м³

- это относительная влажность внутреннего и наружного воздуха (φ_в = 70% φ_н = 80%);

- влагосодержание внутреннего и наружного воздуха (d_нас.в = 9,4 при 10⁰С, d_нас.н = 3,81г/м³ при -3⁰С).

м³/час

Уравнение воздухообмена по удалению излишней углекислоты записывается следующим образом:

,

где 1.2 – это коэффициент учитывающий выделение углекислоты микроорганизмами;

С - количество углекислоты, выделяемое всеми животными на ферме:

,

где – количество животных 200 голов;

- количество углекислоты, выделяемое одним животным (189 л/час);

л/час

- это содержание углекислоты в наружном воздухе (0,3 л/м³);

- это допустимое содержание углекислоты в воздухе помещения (не более 2,5 л/ м³).

м³/час

Рассчитываем минимальный допустимый воздухообмен в помещении по формуле:

,

где а - вентиляционный обмен воздуха на один центнер массы животного (17м³/ч*ц*массы)

– количество животных 200 голов;

m – Масса одного животного (600 кг).

м³/час

Дальнейшие расчеты ведем по наибольшему значению. L_max= м³/час

По справочным данным производительности выбираем вентилятор ВО-Ф-5,6А, для которого подача 6000 м³/час, кпд 0,67,напор 70 Па

Рассчитываем количество вентиляторов по формуле:

, где

- воздухообмен 30 352 м³/час;

-подача вентилятора 6000 .



Рассчитываем мощность электродвигателя по формуле:

,

где -подача вентилятора;

H-напор (70 Па);

- КПД вентилятора (0,67);

- КПД передачи ( 1).



Выбираем марку двигателя АИР63А2УЗ мощностью 0,37 кВт.
2.2 Расчет отопления.

Производим расчет отопления по формуле:

,

где , в, ж.эл – количество тепла, теряемого через ограждения, уносимого с вентилируемым воздухом, выделяемое животными и средствами местного обогрева, (кДж/ч);

– тепловая характеристика помещения, (кДж/м³. ч. С⁰) (2,1-2,9-для утепленных помещений);

- объём помещения по наружному обмеру, (м³);

Чтобы найти объем помещения нужно воспользоваться формулой:

, где

- длина помещения 72 м;

- ширина помещения 18 м;

- высота помещения в задании не указана, выбираем 3 м.

72*18*3 = 3 888 м³

- воздухообмен помещения, (30 352 м³/ч);

- плотность воздуха, (1, 29 кг/м³);

- удельная теплоемкость воздуха, (1 кДж/кг * С⁰ );

-температура внутри помещения, (10 С⁰);

- расчетная наружная температура, (-15 С⁰);

- выделение тепла животными, (4880 кДж/ч);

-кол-во животных.



Рассчитываем общую мощность отопительной установки





Выбираем из справочника отопительную установку - КЭВ-60/0,4 P_ном = 60 кВт
2.3 Расчет водоснабжения.

Расчёт водоснабжения проводим по нормам расхода воды.

Находим суточную норму расхода воды на ферме по формуле:



g- норма водопотребления зависит от вида животного (стельная, лактирующая), от количества доек и молочной продуктивности, берем наибольшее значение (100 л/сут.);

N - количество животных (200 голов);

T-время потребления воды (для типового водопотребления Т=14-16ч)

η-коэффициент, учитывающий потери воды (η=0,9)

К_сут - коэффициент суточной неравномерности водопотребления ( -1,3);

К_час - коэффициент часовой неравномерности водопотребления (К_час-2,5).

= 4,8 м³/ч

Чтобы найти в секундах воспользуемся формулой:



л/сек = 0,001337568 м³/сек

Из таблицы технических данных насосов выбираем насос ЭЦВ6-6,3-125, у которого подача воды больше требуемого расхода воды. Определяем расчетную мощность насоса по формуле:



- норма расхода воды 0,001337568 м³/сек;

- напор насоса, для насоса ЭЦВ6-6,3-125 H = 1250 кПа;

- КПД передачи соединенный на прямую равный ( -1);

- КПД центробежного насоса равное ( -0,65).

кВт

Из таблицы технических данных выбираем двигатель ПЭДВ 4,5-140, с запасом мощности.

Проверку запаса проводим по формуле:



Р_ном - мощность номинальная двигателя 4,5 кВт;

Р_ном= 2,6 кВт

- мощность рабочая.



Запас мощности для данного электродвигателей от 3,5 до 35 кВт должен быть не менее 15%, запас мощности соблюдается.
2.4. Расчет водонагревателя на технологические нужды.

Предполагая, что на ферме будут использованы емкостные электроводонагреватели, которые будут работать в ночные часы, т.е. в ночные провалы максимума нагрузки, определим максимальную тепловую нагрузку на горячее водоснабжение.

В соответствии с п. 2.34 Л-12 максимальная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение определяется из выражения:

Q_гв =

При этом ночной провал максимума нагрузки Т = 8 ч; t_х = +5°С.

В соответствии с [Л-13] потребление горячей воды на ферме составит:

а) на поение животных одной короны 65 л/сут. при t_г = +12°С

б) на производственные нужды одной коровы 15 л/сут. при t_г = +65°С

Подставив числовые значения, получим величину тепловой нагрузки на горячее водоснабжение:

- тепловая нагрузка на поение коров

Q_гв1 =

- тепловая нагрузка на производственные нужды в коровнике

Q_гв2 =

Общая тепловая нагрузка на производственные нужды

Q_гв = Q_гв1+ Q_гв2 = 13,2 + 26,1 = 39,3 кВт

По расчетным данным выбираем два электронагревателя марки САОС мощностью 12 и 30 кВт, с температурой нагрева воды 90 ⁰С.
2.5 Расчет электропривода навозоуборочного транспортера.

Расчет электропривода для транспортёров по формуле:

Рассчитаем двигатель для скребковых транспортеров

,

где - производительность транспортера, (кг/с);



m_n – нормы выделения навоза и мочи, m_n = 55 кг

N = 200 коров

n_тр=2

n_уб=3

t = 0,2 час



- ускорение свободного падения, (9,8 м/с ²);

- длина горизонтального перемещения(140 м);

- коэффициент трения для скребкового транспортера(1,85);

h – высота подъёма (0м);

- КПД транспортера (0,8),

- КПД передачи транспортера(0,6).



По расчетам выбираем двигатель АИР200М6УЗ, Р = 22 кВт, n = 980 об/мин для горизонтального транспортера и проводим проверку двигателя на запуск:

Вычисляем угловую номинальную скорость для двигателя горизонтального транспортера по формуле:

,

где - математическая константа 3,14;

- частота вращения двигателя (980 об/мин).



Зная угловую номинальную скорость можно найти номинальный момент электродвигателя по формуле:

,

где - номинальная мощность двигателя 22 000 Вт

Н*м

Зная номинальный момент электродвигателя можно найти приведенный статический момент по формуле: