Задача №2

Рассчитать систему кондиционирования воздуха: определить тепло-влажностную нагрузку на кондиционируемые помещения, построить и рассчитать процесс обработки воздуха.

Исходными данными для расчета:

• 
  численность экипажа судна n = 80 чел.;
  
• 
  температура наружного воздуха t_н = 39 °C;
  
• 
  относительная влажность наружного воздуха _н = 55%;
  
• 
  температура воздуха в помещении t_в = 25 °C;
  
• 
  относительная влажность воздуха в помещении _в = 55%;
  
• 
  объем кают, приходящейся на 1 чел. V = 6,4 м³/чел.;
  
• 
  коэффициент теплопередачи наружных ограждений k = 0,7 Вт/м²К;
  
• 
  район плавания: Охотское море без выхода в тропический район;
  
• 
  тип системы кондиционирования: прямоточная.
  

Решение:

На первом этапе выполнения работы необходимо опреде­лить размеры помещений (кают).

Предположим, что все каюты двухместные, тогда объем од­ной каюты:

V_к = 2V= 2·6,5 = 12,8 м³,

где V = 6,4 м³/чел. – объем кают, приходящейся на 1 человека.

Число кают:

n_к = 0,5n = 0,5·80 = 40,

где n = 80 чел. – численность экипажа судна.

Половина кают находится по правому борту, вторая половина по левому.

Задаваясь высотой каюты h_к = 2,1 м, определяем ее площадь:

f_к = V_к / h_к = 12,8 / 2,1 = 6,1 м².

Ширина каюты:

b_к = f_к / l_к = 6,1 / 3 = 2,03 м.

Площадь наружного борта каюты:

f_н= b_к·h_к = 2,03·2,1 = 4,263 м².

Каждая каюта имеет по одному круглому иллюминатору по ГОСТ 4290-62 диаметром d_н = 400 мм и толщиной стекла _ост = 10 мм.

Площадь иллюминатора:

f_и = 0,126 м².

Площадь наружного борта каюты (без учета иллюминатора):

f_н = f_н – f_и = 4,263 – 0,126 = 4,173 м².

Площадь наружных бортов кают:

F_н = n_к·f_н = 40·4,137 = 165,48 м².

Теплопритоки через ограждения:

Q_ог = k·F_н(t_н – t_в) = 1·165,48(39 – 25) =2316,72 Вт,

где k = 1 Вт/(м²К) – коэффициент теплопередачи наружных ограждений;

t_н = 39 ⁰С– температура наружного воздуха;

t_в = 25 ⁰С– температура воздуха в помещении.

Так как судно постоянно находится в движении, предположим, что воздействию радиации подвержен только один борт.

_н

---

= 7,53w_в^0,78 = 7,53·10^0,78 = 45,4 Вт/(мК),

где w_в = 10 м/с – скорость ветра относительно судна (принята).

Теплопритоки от солнечной радиации через один борт:



где q_c = 700 Вт/м² – напряжение солнечной радиации на вертикальные поверхности для Охотского моря без выхода в тропический район;

_р = 0,7 – коэффициент поглощения солнечной радиации гладкой окрашенной серой поверхности.

Площадь всех иллюминаторов:

F_и = f_н·n_к = 0,126·40 = 5,04 м².


Коэффициент пропускания солнечной радиации стеклом:



Теплопритоки через иллюминаторы:

Q_и = F_и(k_и(t_н – t_в) + 0,5·q_с·_p) = 5,04(4,65(39 – 25) + 0,5·0,858·700·0,35) = 857,8

где _р = 0,35 – коэффициент поглощения солнечной радиации полотна шторного белого;

k_и = 4,65 Вт/(м²К) – коэффициент теплопередачи через иллюминаторы.

Тепловыделение от одного человека (при легкой работе):

q_л = 154 – 0,233t_в = 154 – 0,233·25 = 148,2 Вт/м².

Теплопритоки от людей:

Q_л= q_л·n = 148,2·80 = 11856 Вт.

Теплопритоки от освещения и электрооборудования по статистическому анализу составляют 4-6% от суммарных теплопритоков.

Суммарные теплопритоки:

Q = 1,05(Q_ог + Q_c + Q_и + Q_л)·10^-3 =

= 20,1,05(2316,72 + 625,1 + 857,8 + 11856)·10^-3 = 16,44 кВт.

Влаговыделение от одного человека при легкой работе:

w_л = 2,028·10^-6t_в – 1,862·10^-5 = 2,028·10^-6·25 – 1,862·10^-5 = 3,208·10^-5 кг/(с·чел.)

Влаговыделения от людей:

W_л = w_л·n= 2,802·10^-5·80 = 2,566·^кг/с.

Суммарные влаговыделения:

W = W_л = 2,566·^кг/с.

Угловой коэффициент луча процесса в помещении:

 = Q / W = 16,44 / (2,566·^кДж/кг.

Строим процесс обработки воздуха для прямоточной СКВ.

На диаграмме i-d наносим положение точек Н (параметр наружного воздуха t_н=39 ⁰С, _н=55%) и В (параметр внутреннего воздуха t_в=25 ⁰С, _в=55%).
Через точку В проводим луч процесса  до пересечения с изотермой t_п:

t_п = t_в – (10…15) = 25 – 10 = 15 ⁰С.

Точка пересечения (П) – параметры приточного воздуха на входе в каютный воздухораспределитель. Из точки П по линии d_п

---

= const проводим прямую до пересечения с линией = 92…98 %, принимаем равной 95%. Получаем точку О. Эта точка харак­теризует параметры воздуха на выходе из воздухоохладителя.

Перепад t_п–t₀ = 1…4 °C является подогревом воздуха в маги­стральных воздуховодах. Из точки Н по d_н = const откладываем от­резок Н-Н' (подогрев воздуха в вентиляторе) из условий, что t_н– t_н = 4…6 °C:

t_н = t_н+5 = 39 + 5 = 44 ⁰С

Соединяем точки Н и О.На этом построение заканчиваем.

Расход приточного воздуха:



где i_в = 45 кДж/кг, i_п = 24 кДж/кг – энтальпия внутреннего и приточного воздуха.

Тепловая нагрузка на воздухоохладитель:

Q_во = L(i_н – i₀) = 0,782(95 – 19,5) = 59 кВт,

где i_н = 95 кДж/кг, i₀ = 19,5 кДж/кг – энтальпия воздуха после вентилятора и на выходе из воздухоохладителя.

Количество влаги, выпадающей на поверхности воздухо­охладителя:

W_во = L(d_н – d₀)·10^-3 = 0,78(22,2 – 5,4)·10^-3 = 0,0131 кг/с,

где d_н= 22,2 кг/кг; d₀ = 5,4 кг/кг – влагосодержание воздуха после вентилятора и на выходе из воздухоохладителя.

---

Смотрите также файлы

• Закон больших чисел общий принцип, согласно которому, по формулировке академика А. Н. Колмогорова, совокупное действие большого числа случайных факторов приводит (при некоторых весьма общих условиях) к результату, почти не зависящему от случая..docx

• Лицо привлечено к уголовной ответственности за незаконную предпринимательскую деятельность при сдаче в аренду жилого помещения третьим лицам без регистрации в качестве индивидуального предпринимателя.docx

• Разработка стратегии развития предприятия Характеристика анализируемого предприятия.docx

• Структура затрат и факторы стоимости проекта.docx

• Характеристика на студентапрактиканта 2 курса специальности 09. 02. 06.docx