熱負(fù)荷與散熱量計(jì)算

1、.專(zhuān)業(yè)整理 .熱負(fù)荷及散熱量計(jì)算所謂熱負(fù)荷是指維持室內(nèi)一定熱濕環(huán)境所需要的在單位時(shí)間向室內(nèi)補(bǔ)充的熱量。所謂得熱量是指進(jìn)入建筑物的總量，它們以導(dǎo)熱 、對(duì)流 、輻射 、空氣間熱交換等方式進(jìn)入建筑。系統(tǒng)熱負(fù)荷應(yīng)根據(jù)房間得、失熱量的平衡進(jìn)行計(jì)算，即房間熱負(fù)荷 = 房間失熱量總和- 房間得熱量總和房間的失熱量包括：1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量Q1 ；2）加熱油門(mén) 、窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量Q2 ；3）加熱油門(mén) 、孔洞和其他相鄰房間侵入的冷空氣的耗熱量Q3 ；4）加熱由外部運(yùn)入的冷物料和運(yùn)輸工具的耗熱量Q4 ；5）水分蒸發(fā)的耗熱量Q5 ；6）加熱由于通風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)冷空氣的耗熱量Q6 ；7）通過(guò)其他途徑散失的熱量

2、Q7 ；房間的得熱量包括：1）太陽(yáng)輻射進(jìn)入房間的熱量Q8 ；2）非供暖系統(tǒng)的管道和其他熱表面的散熱量Q9 ；3）熱物料的散熱量Q10 ；4）生產(chǎn)車(chē)間最小負(fù)荷班的工藝設(shè)備散熱量Q11 ；5）通過(guò)其他途徑獲得的散熱量Q12 ；1.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量qKF (tnt w ) a式中q 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量， W ；. 學(xué)習(xí)幫手 .專(zhuān)業(yè)整理 .K 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，w/( .);F 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積，；t w 供暖室外計(jì)算溫度 ，；tn 冬季室內(nèi)計(jì)算溫度 ，；a 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)。整個(gè)建筑物的基本耗熱量等于各個(gè)部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量的總和：Q1 qKF (tntw )1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附

3、加耗熱量在實(shí)際中 ，氣象條件和建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)都會(huì)影響基本耗熱量使其發(fā)生變化，此時(shí)需要對(duì)基本耗熱量加以修正，這些修正耗熱量稱(chēng)為圍護(hù)結(jié)構(gòu)附加耗熱量。附加耗熱量主要有朝向修正 ，風(fēng)力附加和高度附加耗熱量。1.2.1 朝向修正耗熱量朝向修正耗熱量是太陽(yáng)輻射對(duì)建筑圍護(hù)耗熱量的修正。表 1-1 朝向修正率朝向修正率朝向修正率北0西-5%東-5%南20%1.2.2 風(fēng)力附加耗熱量. 學(xué)習(xí)幫手 .專(zhuān)業(yè)整理 .暖通規(guī)范 規(guī)定 ：在一般情況下不必考慮風(fēng)力附加。1.2.3 高度附加耗熱量暖通規(guī)范 規(guī)定 ：民用建筑和工業(yè)輔助建筑 （除樓梯間外 ）的高度附加率 ，當(dāng)房高超過(guò)四米時(shí) ，每增加一米 ，為附加圍護(hù)基本耗熱量

4、和其他修正量總和的2% ，但總附加率不超過(guò)總附加率的 15% 。所以 ，建筑物的總耗熱量等于圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量和朝向修正，風(fēng)力附加和高度附加耗熱量的總和 ，則Q1 （1 xg） aKF (t n tw )(1 xch x f )式中xch 朝向修正率 ， %；xf 風(fēng)力附加率 ，% ；xg高度附加率 ，%；1.3 冷風(fēng)滲透耗熱量在室內(nèi)外風(fēng)壓和熱壓壓差作用下，室外的冷空氣通過(guò)門(mén)窗的縫隙滲入室內(nèi)，被加熱后又溢出室外 。把冷空氣加熱到室內(nèi)溫度所消耗的熱量稱(chēng)為冷風(fēng)滲透耗熱量。本設(shè)計(jì)采用百分?jǐn)?shù)法計(jì)算冷風(fēng)滲透耗熱量 。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)滲透熱量占圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總耗熱量的30% 。1.4 冷風(fēng)侵入耗熱量冬

5、季在風(fēng)壓和熱壓的共同作用下，當(dāng)外門(mén)開(kāi)啟時(shí) ，會(huì)有大量的冷空氣進(jìn)入室內(nèi) ，把將這部分冷空氣加熱到室溫時(shí)所消耗的熱量稱(chēng)為冷風(fēng)侵入耗熱量。采用外門(mén)附加的方法計(jì)算 ，冷風(fēng)侵入耗熱量 = 外門(mén)基本耗熱量 外門(mén)附加率公共建筑工業(yè)產(chǎn)房中，其外門(mén)附加率為 500% 。1.5 工作工況下圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量及其修正. 學(xué)習(xí)幫手 .專(zhuān)業(yè)整理 .以電爐變壓室為例1 ）圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量計(jì)算取定 tn =12 ， 耗熱量包括基本耗熱量和附加耗熱量，計(jì)算全部列于附表1-1 中，所得電爐變壓室 、電氣間圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量 Q 1=3209.30（W ）2 ）冷風(fēng)滲透耗熱量按百分?jǐn)?shù)法計(jì)算 ，根據(jù)建筑物特點(diǎn) ，查得百分率為 30%

6、 。Q 230% Q1962.79 （ W ）3 ）冷風(fēng)侵入耗熱量按短時(shí)間開(kāi)啟的外門(mén)計(jì)算，取外門(mén)基本耗熱量的60% 。冷風(fēng)侵入耗熱量=1150.50 0.6=690.30 （ W ）1.6 工藝設(shè)備耗熱量1 ）熔煉工段工頻感應(yīng)電爐的散熱量Q860N e(1) cos式中Ne 感應(yīng)電爐額定功率， KW ；感應(yīng)電爐的總效率， %，根據(jù)工藝資料采??；cos 補(bǔ)償后的功率因數(shù)，一般為 0.9-0.95 。當(dāng)工頻感應(yīng)電爐裝有排煙罩時(shí)，散入室內(nèi)的熱量為其總散熱量的30%根據(jù)公式Q=860 125 （1-80% ）0.90.3=6449.2 （ KW ）2）澆注工段的散熱量澆注金屬與落砂在同一房間進(jìn)行時(shí)，金

7、屬至澆注溫度至冷卻至室溫的全部熱量，一部分熱. 學(xué)習(xí)幫手 .專(zhuān)業(yè)整理 .量由水分蒸發(fā)時(shí)吸收，其余全部散落車(chē)間內(nèi)，每澆注一噸金屬的散熱量為：Q （Q1 - Q2）- 605g(d1d2 )0.175g(ttn )100 0式中Q1 澆注金屬在熔化時(shí)的含熱量， KW/ 噸；Q2 鑄件落砂在離開(kāi)本工段時(shí)的含熱量， KW/ 噸；g 每澆注一噸金屬所需的型砂重量，公斤 ；d1 澆筑前型砂的含濕量，公斤 / 公斤 ；d2 落砂后型砂含濕量，公斤 / 公斤 ；t 落砂時(shí)型砂溫度，；tn 室內(nèi)溫度 ，；根據(jù)公式得 ，Q= （263200-187600） -605 4.5(0.055-0.02)-0.1754.

8、5(43-12) 1000=4725(KW)（3 ）電動(dòng)設(shè)備散熱量清理工段 ，砂處理的工段有拋丸機(jī)，破碎機(jī) ，所有的工藝設(shè)備都在室內(nèi)，電動(dòng)設(shè)備散熱量公式為 ：Q1000123N式中Q 電動(dòng)設(shè)備發(fā)熱量， W ；N 電動(dòng)設(shè)備安裝功率（額定功率 ）， KW ；電動(dòng)機(jī)效率1 電機(jī)容量利用系數(shù)，是電動(dòng)機(jī)最大實(shí)效功率原裝功率之比，一般取 0.7-0.9 ；2 電動(dòng)機(jī)負(fù)荷系數(shù) ，電動(dòng)機(jī)每小時(shí)平均時(shí)耗功率與機(jī)器設(shè)計(jì)時(shí)最大時(shí)耗功率之. 學(xué)習(xí)幫手 .專(zhuān)業(yè)整理 .比一般取 0.5-0.8 ；3 同時(shí)使用系數(shù) ，電動(dòng)機(jī)同時(shí)使用的安裝功率與總安裝功率之比，一般取 0.5-1.0 ；以清理工段的橡膠履帶拋丸清理機(jī)為例計(jì)算

9、電動(dòng)設(shè)備散熱量由設(shè)備參數(shù)知 ，橡膠履帶拋丸清理機(jī)電動(dòng)設(shè)備安裝功率N= ，電動(dòng)機(jī)效率 = ，1=0.7 ，2=0.6 ，3=0.8則每臺(tái)橡膠履帶拋丸清理機(jī)電動(dòng)設(shè)備散熱量為：QN1000123=1000 0.70.60.824.3 0.8=10206(W)（4 ）照明設(shè)備耗熱量Q=n1n2n3N式中Q 散熱量 ， W;N 燈具安裝功率 ， KW ；n1 同時(shí)使用系數(shù) ；n2 整流器散熱系數(shù) ，裝在室內(nèi)取1.2，裝在棚頂取 1.0；n3 安裝系數(shù) ，明裝時(shí)取 1.0，暗裝燈罩上部穿有小孔時(shí)，取 0.5-0.6 ，燈罩上無(wú)孔時(shí)取0.6-0.8 ；則根據(jù)公式得 ，Q=1000 1.01.21.0 100

10、=120(KW)（5 ）人員散熱量Q= nq式中Q 人體散熱量 ， KJ/h;考慮不同的工作場(chǎng)所性質(zhì)，取 =1.0 ；. 學(xué)習(xí)幫手 .專(zhuān)業(yè)整理 .n 人數(shù)，個(gè)；q 每個(gè)人的平均散熱量， KJ/h ，取 q=1348KJ/h；則根據(jù)公式得，Q=1.0 161348=21568 （KJ/h ）數(shù)據(jù)匯總 ：表 1-3 車(chē)間電動(dòng)設(shè)備的散熱量匯總設(shè)備名稱(chēng)臺(tái)數(shù)散熱量（W/ 臺(tái)）總散熱量 W橡膠履帶拋丸清理機(jī)31020630618機(jī)金屬履帶拋丸機(jī)131503150顎式破碎機(jī)2630012600混砂機(jī)11260012600射芯機(jī)125833.3369999.96造型機(jī)1275690722 局部排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì).

11、學(xué)習(xí)幫手 .專(zhuān)業(yè)整理 .2.1 排風(fēng)量確定此車(chē)間為鑄造車(chē)間，在型砂配制 、制型、落砂 、清砂等過(guò)程 ，都可使粉塵飛揚(yáng)，特別是用噴砂工藝修整鑄件時(shí)，粉塵濃度很高，所用的石英危害較大。在機(jī)械加工過(guò)程中，對(duì)金屬零件的磨光與拋光過(guò)程可產(chǎn)生金屬和礦物性粉塵。所以各工部采用局部排風(fēng)，在需要排風(fēng)部位加局部排風(fēng)罩即可。局部排風(fēng)罩的一般形式有：密閉罩 ，柜式排風(fēng)罩 ，外部吸氣罩 ，接受式排風(fēng)罩 ，吹吸式排風(fēng)罩 。局部排風(fēng)罩的設(shè)計(jì)原則：（1 ）局部排風(fēng)罩應(yīng)盡可能包圍或靠近有害物，使有害物源局限于較小的局部空間。應(yīng)盡可能減小吸氣范圍，便于捕集與控制。（2 ）排風(fēng)罩的吸氣氣流方向應(yīng)盡可能與污染氣流運(yùn)動(dòng)方向一致。（ 3

12、 ）已被污染的吸入氣流不允許進(jìn)入人的呼吸區(qū)。（ 4 ）排風(fēng)罩力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ，造價(jià)低 ，便于安裝和維護(hù) 。（ 5 ）局部排風(fēng)罩的配置應(yīng)與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)一致，力求不影響工藝操作 。（ 6 ）要盡可能避免干擾氣流和過(guò)堂風(fēng) ，送風(fēng)氣流等對(duì)吸氣氣流的影響 。熔煉工段主要產(chǎn)生大量的煙塵和熱，在爐口熱源上部設(shè)置接受式排風(fēng)罩。清理工段主要產(chǎn)生揚(yáng)塵 ，橡膠履帶拋丸機(jī)和履帶拋丸清理機(jī)采用傘型排風(fēng)罩；破碎機(jī)采用局部密閉罩；混砂機(jī)采用整體密閉罩。澆注工段主要產(chǎn)生大量的熱，采用移動(dòng)式排風(fēng)罩。熱源上部接受式排風(fēng)罩排風(fēng)量的計(jì)算接受罩罩口尺寸按下式計(jì)算：低懸圓形罩D=d+0.5H低懸矩形罩A=a+0.5H. 學(xué)習(xí)幫手 .專(zhuān)業(yè)整

13、理 .B=b+0.5H式中D 罩口直徑 （ m ）;A,B 罩口的長(zhǎng)和寬（ m ）;d 熱源水平投影直徑（ m ） ;a,b 熱源水平投影長(zhǎng)和寬（ m） ;高懸罩Ddg 0.8H低懸罩排風(fēng)量按下式計(jì)算qvqv F v0式中qv0 熱源上部熱射流起始流量 （ m3/ s ） ；V 罩口擴(kuò)大面積上空氣的氣流速度（m/s ） ,通常取 0.5-0.75m/s；F 罩口擴(kuò)大面積 ，即罩口面積減去熱射流的斷面面積（）；高懸罩排風(fēng)量按下式計(jì)算qvqv,zv F 式中qv, z 罩口所在斷面上的熱射流流量（ m3 / s ）；熱源上部熱射流起始流量，計(jì)算式為1qv0 0.381(QhA p2 ) 3式中qv

14、0 熱射流流量 m3 / s ；Q 對(duì)流散熱量 （ KJ/s ） ;h 熱源定性尺寸 （ m ），對(duì)垂直熱表面是指高度，對(duì)水平則是指該投影的短邊尺寸 ；. 學(xué)習(xí)幫手 .專(zhuān)業(yè)整理 .Ap 在熱源頂部熱射流的橫斷面積（）；熱射流流量 qv, z （ m3 / s）1q7.26 10 3 z1.47Q 3v, z式中Q 熱源對(duì)流散熱量 （ KJ/s） ;z 假想點(diǎn)熱源距離計(jì)算斷面的有效距離（ m ）， 由下式計(jì)算Z=H+2B式中H 熱源距計(jì)算面的距離 （ m ）;B 熱源水平投影直徑或長(zhǎng)邊尺寸（ m） ;對(duì)流散熱量 QQ= F t式中F 熱源的對(duì)流換熱面積（）；t 熱源表面與周?chē)諝獾臏囟炔睿ǎ槐?/p>

15、面?zhèn)鳠嵯禂?shù) （ KJ/ .s.） ;表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 1A t 3式中A 系數(shù)，對(duì)于水平散熱面 ， A=1.7 10 （ -3 ）；對(duì)于垂直散熱面 ，A=1.13 10 （ -3 ）。根據(jù)接受罩安裝的H 的不同可以分為兩類(lèi) ， H1.5A p 為低懸罩 ， H1.5A p 為高懸罩。密閉罩排風(fēng)量計(jì)算，本設(shè)計(jì)采用截面風(fēng)速法qv3600 Av式中qv 所需排風(fēng)量 （ m3 / s ）；. 學(xué)習(xí)幫手 .專(zhuān)業(yè)整理 .A 密閉罩截面積 （）；v 垂直于密閉罩的平均風(fēng)速（ m/s) 。排風(fēng)罩排風(fēng)量計(jì)算，控制風(fēng)速法qvv0 F式中qv 吸氣口排風(fēng)量 （ m3 / s ）；F 吸氣口面積 （）；V0 罩口平均風(fēng)速

16、 （ m/s ）。2.1.1 熔煉工部排風(fēng)量計(jì)算本工段的主要任務(wù)是提供澆鑄用的鐵水，熔煉過(guò)程中產(chǎn)生大量的煙塵和熱，工頻感應(yīng)電爐主要產(chǎn)生的危害物油蒸汽，金屬氧化物 ，粉塵及蒸汽 。 所以給其爐口設(shè)置接受式排風(fēng)罩，選用圓形排風(fēng)罩。在爐上方0.5 米處安裝接受罩，11.5 A p 1.5 (0.42 ) 2m 0.53m4因安裝高度 H1.5 A p ，該接受罩屬低懸罩 。確定熱源的對(duì)流換熱量1.7 10 34QF tt 3 F340.42 1.710(120012) 310.75( KJ / s)熱源頂部的熱射流起始流量. 學(xué)習(xí)幫手 .專(zhuān)業(yè)整理 .1qv0 0.381 (QAp2 h) 30.42

17、 )210.381 10.75 (0.4 340.16(m3 / s)確定罩口直徑D=d+0.5H=0.4+0.50.5=0.65m取 v=0.75m/s排風(fēng)罩排風(fēng)量Q vqv0v F 0.320.75( 0.65) 2(0.4)2 441.79(m3 / s)此處共有3 臺(tái)工頻感應(yīng)電爐，則總通風(fēng)量為19332 （ m3/h ）2.1.2 清理工段排風(fēng)量計(jì)算查得 Q3210A 橡膠履帶拋丸清理機(jī)的除塵風(fēng)量為3500 m3 / h ，清理工段共有3 臺(tái)Q3210A 橡膠履帶拋丸清理機(jī)，則總排風(fēng)量為10500 m3 / h 。2.1.3 砂處理工段排量計(jì)算Q326 金屬履帶拋丸清理機(jī)的除塵風(fēng)量為2

18、200 m3 / h 。PEF-250 400 型號(hào)的顎式破碎機(jī)，根據(jù)工藝資料 ，破碎機(jī)的加料方式為滑槽給料。此時(shí)加料口的粉塵較大，設(shè)置局部密封排風(fēng)罩。顎式破碎機(jī)下部排料至受料設(shè)備的卸料點(diǎn)也會(huì)產(chǎn)生粉塵 ，而排料至輸送帶的物料落差10%P1- 2170此時(shí) ，認(rèn)為節(jié)點(diǎn)二未處于平衡狀態(tài)，繼續(xù)同此方法校核管段。對(duì)于阻力不平衡的管段還可以利用平衡閥調(diào)節(jié) 。（6 ）計(jì)算系統(tǒng)總阻力（）除塵器PR ml PzP7 -風(fēng)帽P(pán)1 2P2-3 P3-4 P4-5 P5- 6 P6-7 P=2038.45 （ Pa）. 學(xué)習(xí)幫手 .專(zhuān)業(yè)整理 .（7）選擇風(fēng)機(jī)PfPK pqv, fK q qv式中Pf風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓 (Pa)qv, f風(fēng)機(jī)的風(fēng)量（3）m/ hK p風(fēng)壓附加系數(shù)，一般的 排風(fēng)系統(tǒng)Kq風(fēng)量附加系數(shù)，一般的 排風(fēng)系統(tǒng)P 系統(tǒng)的總阻力（ Pa）qv系統(tǒng)的總風(fēng)量（3）m/ hK p1.11.15,除塵系統(tǒng)，氣力輸送系統(tǒng)K p1K p 1.15 -1.20Kq1.1,除塵系統(tǒng)K q，氣力輸送系統(tǒng)；1.1-1.15K q 1.15由式 ，風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓 ： PfPK p =1.2 2038.45=2446.14 （ Pa）風(fēng)機(jī)的風(fēng)量 ： qv, fK qqv =1.15 24820=28543 （ m3/h