Определение мощности установки

Для расчета расхода воды учитывают вид, число, животных и индивидуальные нормы водопотребления. Кроме того, находят количество воды, требуемое для производственно-технических нужд и пожарной безопасности животноводческой фермы.

Норма водопотребления называется количество воды, расходуемое одним потребителем в единицу времени (сутки).

В нормы водопотребления для животных включает расходы воды на поение, мойку помещений, молочной посуды, приготовление кормов, охлаждение молока и др. Расходы воды на фермах очень неравномерен как в течение года так и в течение суток, поэтому выбираем среднесуточные нормы водопотребления за год. Белянчиков. Смирнов

Окончательно принимаем норму водопотребления на одно животное, дм³/сут; при механизированной дойке и при наличие внутреннего водопровода равное 120 дм³/сут. Белянчиков. Смирнов

Определяем среднесуточный расход воды (дм³/сут) на ферме находим

 

Q_{СР. СУТ}=N. q+Qпож. (3.106)

 

Где: N-число животных 400;

q-среднесуточные нормы водопотребления 120 дм³/сут или 0,12м³;

Qпож. - расход воды на пожаротушение, м³

Согласно СНиП от 2.04.02года и СНиП 2.10 03-84* пункт 2.11 пункт 2.17 пункт 2.24 [таблица 7, " Наружные сети водоснабжения "] 10л/сек для категории Д.

 

Qпож. = (10^.3600) /1000^.2=72м³

Qср. сут. =400.0,12+72=120м³

 

Для расчета водопроводных сооружений необходимо знать максимальный суточный Qmax сут, максимальный часовой Qmax час и секундный q_С расход воды. Максимальный суточный расход воды

 

Qmax сут=К сут. Qср. сут (3.107)

Где: К сут - коэффициент суточной неравномерности (1,3…..1,5) принимаем 1,4

 

Qmax сут=1,4.120=168м³

 

Средне часовой расход воды

 

Qср. час= Qmax сут. /24 (3.108)

Qср. час=168/24=7м³

 

Максимальный часовой расход воды

 

Qmax час=Кч. Qср. час

 

Где: Кч - коэффициент часовой неравномерности (Кч=2…4)

Значение коэффициента неравномерности уточняют в каждом отдельном случае в зависимости от вида животных, способа их содержания и климатических условий.

 

Qmax час=3.7=21м³

 

Секундный расход воды

 

q_С= Qmax час/3600 (3.109)

q_С=21/3600=0,0058м³

 

Расчет водонагревателя.

Требуемая тепловая мощность нагревателя вычисляют по формуле:

 

Ртр = mc (t2 - t1),

где m - масса нагреваемого материала, кг;

с - удельная теплоемкость материала, кДж/кг * ºС;

t2, t1 - начальная и конечная температура нагрева, ºС.

 

Ртр= 50000 * 4,18 (37 - 10) = 19 кВт

 

Установленная мощность:

 

Руст = kз * Ртр,

 

где kз - коэффициент запаса учитывающий необходимость увеличения мощности из-за старения нагревателей (принимается 1,1-1,3) [2].

 

Руст= 1,15 * 19 = 22 кВт.

 

Диапазон регулирования электродных водогрейных котлов от 10% до 100% при номинальной мощности 100 кВт, для первоначального нагрева выберем водогрейный котел ЭПЗ - 25/0,4 с номинальной мощностью 25 кВт.

При известной мощности рассчитаем конструктивные размеры плоского электрода водонагревателя ЭПЗ-25/0,4.

Определим расстояние между электродами:

 

l=U/Eдоп,

 

где U - фазное напряжение;

Eдоп - допустимая напряженность поля между электродами принимают

 

15 * 10³ В/м [5].

l =380/15 * 10³ = 0,025м.

 

Определим расчетное сопротивление водонагревателя:

 

R= U²/Р∆,

 

где Р∆ - удельное сопротивление.

Р∆= Р/n,

где n - количество электродов.

 

Р∆= 25/6 = 4,1кВт.

 

Определяем удельное сопротивление воды при заданной температуре:

 

 

ρ - удельное сопротивление воды при t= 90ºС; r=70 Ом*м.

Определим площадь сечения электродов:

 

 

Нагревательным элементом исходного материала является труба, которая находится внутри резервуара, теплоносителем является вода, нагревающаяся от водонагревателя ЭПЗ-25/0,4

Площадь поверхности нагрева трубы определяем по формуле [6];

где Р_тр - требуемая мощность теплоты на нагрев материала, Вт;

1,2 - коэффициент, учитывающий потери теплоты;

k-коэффициент теплопередачи от теплоносителя к воде, Вт/м²*°С;

t_п и t_о - начальная и конечная температура подающего материала, °С;

t_r и t_х - расчетные температуры подающей и обратной воды, °С.