КП. Эасх. Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение животноводческого предприятия

• Название: КП. Эасх. Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение животноводческого предприятия
• Дата: 06.12.2018
• Размер: 69.07 Kb.
• Имя файла: rgr.docx
• Тип: Документы; #59109

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист
КП.ЭАСХ.

1.1. Определение тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение животноводческого предприятия
1.1.2. Расчет количества тепла на приготовление кормов
Принимая во внимание, что размельчение корма (кроме соломы) хорошо усваиваются крупным рогатым скотом, с целью экономии тепла учитываем расход пара на запаривание только соломы

Для крупного рогатого скота:

, кДж/ч (1.1)

=2682120 кДж/ч

Где =260


1.1.3. Расчет количества тепла на другие технологические нужды
Сюда относится тепло на подогрев воды для подмывания вымени, промывку молокопроводов и доильных аппаратов, мойку оборудования, сепараторов, фляг и др. можно принять на все эти нужды расход горячей воды при 65 - 11,8 кг/сутки на одну голову скота. Тогда:

, кДж/ч, (1.3)

где =4,2 * 65 кДж/кг * град – теплоемкость воды при = 65; = 10 - начальная температура воды.

=184565280,9 кДж/ч
1.1.4. Расчет тепла на водяное отопление подсобных помещений фермы
, кДж/ч, (1.4)
где кДж/ * ч * град – отопительная характеристика подсобных помещений фермы, определяется по формуле:
* ч * град ; (1.5)

– наружный объем здания, для подсобных помещений; коэффициент теплопередачи стен и проемов помещения, можно принять = 5,46 * ч * град; Н – высота здания, м; =4,62 – коэффициент теплопередачи перекрытий; а и в – размеры помещения можно принять а = (45)в; = 20 - внутренняя температура в подсобных помещениях; = -35 - расчетная температура наружного воздуха .

* ч * град ;

, кДж/ч
1.1.5. Расчет тепла на вентиляцию фермы (воздушное отопление)
; кДж/ч, (1.6)
где - величина воздухообмена, или количество нагреваемого воздуха, /ч; = 1,1 кДж/ кг * град – удельная теплоемкость воздуха; = 0,465 ; плотность воздуха при температуре помещения и данном барометрическом давлении - температура после калорифера, равная температуре помещения; = -23 - расчетная температура для вентиляции; - коэффициент, учитывающий время работы вентиляционной установки, для крупного рогатого скота можно принять = 0,4, для свиноферм – 0,7.
(1.7)
где Р – количество С, л/ч, выделяемое одним животным (табл.1.2); - содержание С в приточном воздухе; = 2 – 2,5 - предельно допустимое содержание С; - количество животных; – безразмерная поправка на и , можно принять 11для взрослого скота, для молодняка крупного рогатого скота -18, на свинофермах = 21-26 .
(1.8)




; кДж/ч,
Воздушное отопление, кроме вентилирования фермы, должно компенсировать тепло, потерянное при открывании ворот и теряемое через ограждения (). Тепло, теряемое через ограждения, определяется так же, как при расчете отопления подсобных помещений, а тепло, теряемое при открывании ворот, - по следующей формуле:
; кДж/ч, (1.9)

; кДж/ч,

где 1,005 – теплоемкость воздуха, кДж/ кг* град; - количество воздуха, врывающегося в помещение фермы при открывании ворот, кг/ч,
кг/ч, (1.10)

кг/ч,

где U- скорость наружного воздуха, врывающегося в открытые ворота, м/с, можно принять = 2-4 м/с; - площадь ворот, ; - плотность воздуха, приведенная к расчетной наружной температуре воздуха, ; - температура внутри помещения; - расчетная наружная температура (дана ранее); – коэффициент, учитывающий время открытия ворот, можно принять с

Тогда общее количества тепла на приточно-вытяжную вентиляцию будет:
, кДж/ч. (1.11)

кДж/ч.
Расчет тепла, выделяемого животными, при определении общего количества тепла, необходимого для фермы, следует учесть тепло, выделяемое животными, - . остальные потери и приход тепла, как было сказано ранее, считаем компенсированными одни другими:

; (1.12)

;
где - количество животных; - тепло, выделяемое одним животным, Вт (см табл. 1.2); - коэффициент тепловыделения, можно принять 0,95.
Общее количество тепла для фермы:
кДж/ч. (1.13)

кДж/ч.
1.2. Определение образования биогаза на животноводческой ферме
В соответствии с нормами технологического проектирования суточное образование органической биомассы на животноводческой ферме G_сут (тн) подсчитывается по формуле :

_(1.14)





где: q_сутэ – суточный выход экскрементов от одного животного, для крупного рогатого скота принимаем 0,035-0,04 тн, для свиней 0,010-0,012 тн; n- количество животных, голов.
Объём сборника органических отходов V_нс(м³) определяем следующим образом:

V_нс = G_сут х p_н хt_н х  (1.15)

V_нс = 250х 1,2х2х 2,1=1260 м³;

где p_н – плотность органического сырья, 1,2 тн/м³; t_н– время накопления, 1…2 сут; где  - коэффициент объемного расширения сбраживаемого субстрата в метантенке, 2,1…..3,2 .д.е. в зависимости от влажности.

Одной из основных величин, при проектировании фабрик и цехов по переработке органических отходов в анаэробных условиях, является вместимость камеры сбраживания метантенка, от которой зависит продолжительность переработки сырья и степень разложения органической биомассы.

Необходимая вместимость камеры сбраживания V_k (м³) зависит от дозы загрузки исходного сырья в метантенк D(%) и определяем по следующему выражению:

(1.16)



Объем органического вещества в сбраживаемом сырье G_о(тн) зависит от его влажности и зольности и может быть рассчитана по формуле:

(1.17)


где G_сут- масса сбраживаемого сырья, тн; W – влажность,% (см. табл. 1.3); А_С– зольность навозного стока.

В результате анализа экспериментальных данных (таблица 1.3), установлено, что скорость образования биогаза «V_C» с единицы перерабатываемого органического сырья зависит от её влажности «W» и дозы «D» суточной загрузки метантенка.
Общее образование биогазана животноводческих фермах V_ зависит от содержания сухого органического вещества (СОВ), влажности и зольности. Из анализа литературных источников следует, что при влажности органической биомассы W = 92% из 1,0тн отходов крупного рогатого скота общее образование биогаза составляет V_ = 18…20м³, свиней V_ = 25…28м³. Отсюда следует, что суточное образование биогазана животноводческих фермах V_ (м³/сут) определяем по следующему выражению:



(1.18)



где - степень распада органического вещества, 45…65 %; G_О – объем органического вещества, тн/м³; G_сут –объём сбраживаемого сырья, м³; p_б - плотность биогаза, 0,95 тн/м³;
Главным показателем технологического процесса образования биогаза является продолжительность сбраживания сырья в метантенке Т(сут.) и определяют следующим образом:



(1.19)
T= =36,30 сут.
где V_с.. – скорость образования биогаза в метантенке , м³/сут; G_ш –масса перерабатываемого сырья (сброженный шлам), тн/м³; где V_- общий объем образованного биогаза в метантенке, м³;

Эффективность производства биогаза возможно лишь в случае, когда суммарная энергия полученного биогаза будет значительно превышать расходы энергии на его производство, т.е. должно выполняться условие получения товарного энергоносителя – биогаза, которое в общем виде может быть представлено как :

(1.20)


где V_T – количество товарного биогаза, м³; V_ - общее количество полученного биогаза, м³; Q_СН – расход энергии на нужды установки, кДж (35-45% от V_ ); _ - теплотворная способность биогаза, 23-27 кДж/м³

Теплоту сгорания сухого газообразного топлива можно определить по объемному составу и известной теплоте сгорания компонентов. Низшая теплота сгорания биогаза, с учетом внешнего балласта, определяют по следующему выражению:

(1.21)


где Q_бн– низшая теплота сгорания биогаза, кДж/м³; 358,6 СН₄ х 100 - низшая теплота сгорания метана, кДж/м³; СН₄ - объемное содержание метана в 1 м³ биогаза, 65…72%; - объемная теплоемкость углекислого газа, 1,305 кДж/м³К; t_гор. – теоретическая температура горения биогаза с заданным содержанием СН₄ и СО₂, 973 К; t_нач – начальная температура биогаза, 285 К; СО₂– содержание углекислого газа в 1 м³ биогаза, 25…30%.