Пояснительная записка с., 2 листа формата А2 и 1 лист формата А1 графического
материала.
Объектом курсового проектирования является цех переработки зерна на агрофирмы
имени Цюрупа
Цель работы – расчет и разработка основных строительных конструкций
стен, кровли, пола, фундамента здания, а также системы отопления и канализации.
В проекте рассчитаны толщина стен и утеплителя кровли, выбраны окна и
двери, выполнен расчет системы отопления, водоснабжения и канализации.
Агрофирмы имени Цюрупа расположена по
адресу: 450501 Республика Башкортостан, Уфимский район, с. Булгаково.
Рабочим мельницы
является типовой проект мельницы Фермер - 4. Мельница еще не эксплуатируется
1
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА
ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Необходимо построить предприятие,
обеспечивающее замкнутый цикл производства сельскохозяйственной продукции.
Предприятие обеспечивается внутрихозяйственным сырьем. Мощность предприятия
должна составлять до 1200 кг/час.
Наименование продукта
|
Производственная мощность %
|
Мука высшего сорта
|
35
|
Мука первого сорта
|
25
|
Мука второго сорта
|
10
|
3 ОПИСАНИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
При сортовом помоле зерна мука должна быть
сформирована только за счет измельченного эндосперма, его крахмалистой части.
Оболочки, алейроновый слой и зародыш направляются в отруби, причем зародыш желательно выделять в виде самостоятельного продукта.
В подготовительном отделении мельзавода поступающее зерно подвергают сепарированию для удаления из его
массы различных посторонних примесей. Их начальное
содержание ограниченно следующими нормами: сорной примеси не более 2%,
зерновой – не более 5%,
После очистки, на выходе из подготовительного отделения их остаточное
содержание не должно превышать: сорной 0,3%,
зерновой - 3,0%.
На оболочках зерна могут присутствовать различные загрязнения,
поэтому проводят
специальную операцию по очистке поверхности зерна, в некоторых случаях
осуществляют легкое шелушение зерна, частично удаляя его плодовые оболочки.
Особое значение имеет направленное изменение исходных структурно-механических и технологических свойств
зерна - это достигается путем проведения процесса гидротермической обработки (ГТО). Помимо того, для стабилизации свойств зерна
проводят формирование помольных партий, причем
преследуют цель обеспечить в течение возможно более длительного периода постоянные значения стекловидности,
содержания клейковины и других показателей
свойств зерна.
Завершаются операции в подготовительном отделении увлажнением оболочек
зерна для придания им повышенной сопротивляемости измельчению; это
обеспечивает формирование при помоле крупных отрубей
которые легко отделяются от частиц муки
при сортировании продуктов измельчения.
В размольном отделении мельзавода осуществляются операции измельчения и
сортирования продуктов измельчения по крупности и добротности. Эти операции
повторяются многократно, что диктует задача избирательного измельчения
крахмалистой части эндосперма.
Эффективность этого процесса повышается при направлении на каж
дую систему
измельчения однородных по размерам и добротности про-
дуктов, что достигается
их фракционированием, сортированием на ряд
промежуточных
продуктов на рассевах и ситовеечных машинах.
Если стоит задача
получения нескольких сортов муки, то проводится операция их формирования; тот
или иной сорт муки получается
путем объединения и
смешивания ряда потоков муки с отдельных тех
нологических систем.
4 ВЫБОР
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
4.1 Агрегат
очистки и подготовки зерна к помолу (ПТМА – 1 ):
- бункер
приемный
- нория
приемная
-
рассев-сепаратор
-
камнеотборник
- нория
№2; нория №3
-
увлажняющая машина – 2 шт.
- бункера
№ 3,4 (отволаживание) – 2 шт.
- блок
очистки воздуха – 3 шт.
-
вентилятор – 3 шт.
- машина
обоечная – 4 шт.
-
аспирационная колонка – 2 шт.
- машина
щеточная – 2 шт.
4.2 Мельница
(Фермер – 4)
- первый мельничный
модуль
- второй мельничный
модуль
-третий мельничный
модуль
-
контрольный расе
- бункер
для муки первого и высшего сорта
- бункер
для муки второго сорта и отрубей
- весы
товарные электронные ВТТ-100 – 3 шт.
-
мешкозашивочная машина АН-1000
5
ПЛАНИРОВКА ПОМЕЩЕНИЙ
Рисунок 5.1 Схема мельницы
1 – мельничный цех; 2 – склад готовой продукции в
таре; 3 – склад зерна бункерный 4 – РП; 5 – приточная камера
6
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И КОНСТРУИРОВАНИЕ НАРУЖНИХ СТЕН
ПОМЕЩЕНИЯ
,
(6.1)
где n – коэффициент, принимаемый в
зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по
отношению к наружному воздуху, n = 1
(таблица П 1.2 /1/);
tн – расчетная зимняя
температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной
пятидневки, обеспеченностью 0,92.
Для РБ tн = -33…-370С;
tв – расчетная температура внутреннего
воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-76 и нормам проектирования
соответствующих зданий и сооружений. Для категории работ средней тяжести IIа оптимальная температура tв = 18-200С;
Δtн – нормативный температурный перепад
между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности
ограждающей конструкции, Δtн
=tв – tр; tр – температура точки росы при расчетной
температуре и относительной влажности внутреннего воздуха φ = 70%.
Δtн =tв – tр = 18 - 9,85=8,150С
Принимаем Δtн = 70С;
αв – коэффициент теплоотдачи внутренней
поверхности ограждающих конструкций, αв = 8,7 Вт/(м2·0С)
(Таблица П 1.3 /1/).
(м2·0С)/Вт
Определяем сопротивление
теплопередачи ограждающих конструкций
,
(6.2)
где αн
– коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности
ограждающей конструкции, αн = 23 Вт/(м2·0С) (Таблица П 1.4
/1/);
(м2·0С)/Вт
Rк – термическое сопротивление
ограждающей конструкции.
Определим
градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) по формуле
ГСОП
= (tв - tот.пер.) zот.пер. , (6.3)
где tот.пер. – температура отопительного периода,
zот.пер. – средняя температура, °С, и продолжительность, сут,
периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 80С
по СНиП 2.01.01-82, zот.пер. = 214 дней, tот.пер = -6,60С.
ГСОП = (18 – (-6,6))·214 =
5264,4
Значения Rтро определим методом
интерполяцией.
(м2·0С)/Вт
Исходя из
полученных данных ГСОП, определим требуемую толщину утеплителя стены:
В качестве
утеплителя принимаем пенополистирол ПСБ-С-40 по
ГОСТ 15588-70 с
коэффициентом теплопроводности = 0,041
Рисунок
6.1 Конструкция стены
1- кирпичная стена; 2 –
строительный картон; 3 – утеплитель; 4 – слой штукатурки
тогда
принимаем стандартную толщину 0,04 м
= 40 мм
7 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОКОН И
ДВЕРЕЙ
Требуемое
сопротивление теплопередачи R0
дверей и ворот должно быть не менее 0,6· R0тр. R0 = 0.6·0,87 = 0,522 (м2·0С)/Вт.
Принимаем двери
из дерева тип Г 21-19 (ГОСТ 14624-84).
Требуемое
сопротивление теплопередачи для окон определим согласно ГСОП. Значения Rо определим методом интерполяцией.
(м2·0С)/Вт
Выбираем окна из
деревянных профилей с двойным остеклением ПНД 18-30,2 (ГОСТ 12506-81).
8 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЕРЕКРЫТИЯ,
ПОТОЛКА, КРОВЛИ И ПОЛА
8.1 Подбор состава кровли
Расчет толщины утеплителя кровли.
Определим требуемое сопротивление
теплопередачи кровли.
(8.1)
Для производственных зданий 0С;
(м2·0С)/Вт
Требуемое сопротивление теплопередачи
для окровли определим согласно ГСОП.Значения Rтро определим методом интерполяцией.
(м2·0С)/Вт
Подбор состава кровли производим по
СНиП II – 26 – 76 «Кровля».
Выбираем тип кровли К
– 2,Основной водоизоляционный ковер 4 слоя на битумной мастике:
Рисунок 8.1 Конструкция
кровли
1 -4 слоя на битумной
мастике:
а) гидроизола мароки
ГИ-Г, (ГОСТ 7415-74*)
б) рубероида
антисептированного дегтевого марки РМД-350
в) толя
гидроизоляционного с покровной пленкой мароки ТГ-350,(ГОСТ 10999-76)
г) толя гидроизоляционного антраценового марки ТАГ-350
2 -Слой гравия на дегтевой битумной мастике; 3 - пенополистироловая
плита 4 - рубероид, наклеенный на горячем битуме расчетные сопротивления
паропроницанию кв.м·ч·мм рт.ст/г =10,3; 5 - железобетонные плиты;
8.2 Подбор плит
перекрытия
Для подбора плит
перекрытия производим сбор нагрузок на 1 м2 покрытия.
Таблица 8.1 Сбор
нагрузок на 1 м2
№
|
Наименование нагрузки
|
Нормативная нагрузка
|
Коэффициент надежности
|
Расчетная нагрузка
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
1.
|
Слой гравия на битумной мастике
|
18
|
1,3
|
23,4
|
2.
|
4 слоя рубероида на
битумной мастике:
|
9,2
|
1,2
|
11,04
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
3.
|
пенополистироловая плита
|
2
|
1
|
2
|
4.
|
рубероид, наклеенный на горячем битуме
|
1,55
|
1,2
|
1,86
|
5.
|
Снеговая нагрузка
|
150
|
1,4
|
210
|
|
Итого:
|
|
|
248,3
|
По полученной
общей нагрузки подбираем марку плиты перекрытия
Выбираем плиту
ребристую, предварительно напряженную, размером 1,5 x 6 м, марки 2ПГС6-2Ат IV с расчетной нагрузкой 370 кг/м2.
Расчетная нагрузка плиты составляет 165 кг/м2.
8.3 Расчет и
конструирование полов
Покрытие пола.
Покрытие пола принимаем бетон кл.В22,5 на безискровом заполнителе(щебень или
песок исключающий искрообразование) – 25мм. Подстилающий слой – бетон кл.7,5 –
100мм. Основание – уплотненный щебнем грунт – 60мм. Стяжка из
цементно-песчаного раствора М-150 по уклону, толщиной 20 мм.
9 РАСЧЕТ И
КОНСТРУИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЯ
9.1 Расчетная
глубина сезонного промерзания грунта
, (9.1)
где dfn – нормативная глубина
промерзания, для РБ dfn = 1,8 м;
kh – коэффициент, учитывающий влияние
теплового режима сооружения.
kh = 0,6 для мельницы (пол по
грунту).
м
9.2 Расчет
оснований по деформациям
(9.2)
где и
|
коэффициенты, условий работы, принимаемые по табл. 3;
|
k
|
-
|
коэффициент, принимаемый равным: k = 1, если прочностные
характеристики грунта (j и с) определены непосредственными испытаниями,
и k = 1,1, если они приняты по табл. 1-3 рекомендуемого приложения 1;
|
|
-
|
коэффициенты, принимаемые по табл. 4;
|
|
-
|
коэффициент, принимаемый равным:
при b < 10 м - =1, при b ³ 10 м - =z0 /b+0,2
(здесь z0=8 м);
|
b
|
-
|
ширина подошвы фундамента, м;
|
|
-
|
осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих
ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом
взвешивающего действия воды), кН/м3 (тс/м3);
|
|
-
|
то же, залегающих выше подошвы;
|
|
-
|
расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего
непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м2);
|
d1
|
-
|
глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня
планировки или по формуле
|
(9.3)
где
|
-
|
толщина слоя грунта выше подошвы
фундамента со стороны подвала, hs = 1,5 м;
|
|
-
|
толщина конструкции пола подвала, = 0,22 м;
|
|
-
|
расчетное значение удельного веса
конструкции пола подвала, = 5,2 кН/м3 (тс/м3);
|
|
-
|
глубина подвала – расстояние от
уровня планировки до пола подвала, м (для сооружений с подвалом шириной B £ 20 м и глубиной свыше 2 м
принимается =
2 м, при ширине подвала B > 20 м - = 0).
|
м
9.3 Расчет
ленточного фундамента
Производим сбор
нагрузок на 1 погонный метр ленточного фундамента под кирпичную стену мельницы.
Нагрузка от
собственного веса кровли, снега, покрытия и перекрытия
кг/м
Нагрузка от
собственного веса кирпичной стены толщиной 0,24 м и высотой 8,95 м. и
утеплителя толщиной 0,04 м и высотой 8,95 м.
кг/м
Суммарная
нагрузка
кг/м
кН/м
Определим
ориентировочную ширину фундамента здания по формуле
(9.4)
N – расчетное сопротивление грунта
основание;
Rср – расчетное сопротивление грунтов,
принимаем приближенно R = R0 = 300 кПа (Таблица П 2.5/1/)
- коэффициент учитывающий
меньший удельный вес грунта лежащего на обрезах фундамента по сравнению с
удельным весом материала фундамента (в практических расчетах принимается )
м
примем
b = 0,5 м
кПа
Так как кПа, Rср<R, то ширина фундамента определена
верно, и может быть принята за окончательный размер.
10 РАСЧЕТ РАСХОДА
ТЕПЛА НА ОТОПЛЕНИЕ И РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ
10.1 Определение
расчетного расхода воздуха в системах вентиляции
Определение
воздухообмена для удаления избыточной теплоты
, (10.1)
где Lwz – расход воздуха, удаляемой
из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов и на
технологические нужды м3/с;
Q – избыточный явный тепловой
поток в помещении;
C – теплоемкость воздуха (1200
Дж/(м3·0С));
tin – температура воздуха,
подаваемого в помещение;
tl – температура воздуха, удаляемого из
помещения;
,
(10.2)
где Qвыд – тепловой поток, выделяемый в
помещение различными источниками;
Qпот – тепловой поток, теряемый наружными
ограждениями.
10.1.1
Определение теплопоступления
Теплопоступление
от электродвигателей и механического оборудования
, (10.3)
– установленная мощность эл.дв., Вт;
– коэффициент использования
установленной мощности (0,7…0,9);
– коэффициент загрузки (0,5…0,8);
–коэффициент одновременности работы
электродвигателей (0,5…1);
– Коэффициент перехода механической
энергии в тепловую (0,1…1);
– КПД электродвигателя (0,75…0,9).
Примем
установленную мощность электродвигателей кВт
Вт
Теплопоступление
от освещения
,
(10.5)
E – освещенность (Е ≈
300 Лк при люминицентных светильниках);
F – площадь помещения
(210,2 м2);
qосв – удельное выделение теплоты
на 1 Лк освещенности (0,05…0,13 Вт);
η – доля тепловой энергии,
попадающей в помещение, если лампа находится вне помещения (за остекленной
поверхностью) или в потоке вытяжного воздуха (η = 0,55).
Вт
Количество
теплоты, выделяемое людьми
,
(10.6)
ni – число людей в определенной
физической группе i;
qлi – тепловыделение одного человека в
группе
, (10.7)
βи – коэффициент, учитывающий
эффективность работы (βи = 1,07 – работы средней
тяжести);
βод
– коэффициент, учитывающий теплозащитные свойства одежды (0,65 – для обычной
одежды);
vв – скорость движения воздуха
в помещении (0,2…0,4 м/с при работах средней тяжести).
Вт/чел
Вт
Количество
теплоты солнечной радиации, поступающее в помещение через непрозрачные и
прозрачные ограждения
Теплопоступление
от солнечной радиации через остекленное ограждение
,
(10.8)
Теплопоступление
через непрозрачные поверхности
,
(10.9)
F0, Fп – площадь поверхности остекления и
покрытия, м2;
q0 – удельное поступление тепла солнечной радиации
через остекление в зависимости от широты местности и ориентации по сторонам
горизонта
(q0 = 80 Вт/м2 для северной
ориентации (СНиП 2.01.01-82));
qп – удельное поступление тепла через
покрытие (qп = 17,5 Вт/м2);
A0 – коэффициент, учитывающий
характер и конструкцию остекления (для обычных оконных стекол A0 = 1,45);
kп – коэффициент, учитывающий
конструкцию покрытия.
Вт
Вт
Общее
теплопоступление
Вт
10.1.2
Определение теплопотерь помещения
Потери тепла
через ограждающие конструкции
, (10.10)
где Ai – расчетная площадь
ограждающих конструкций, м2;
Ri – сопротивление
теплопередачи ограждающей конструкции;
,
(10.11)
αв,
αн – коэффициент теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ограждения;
Rk – термическое сопротивление
ограждающих конструкций;
, (10.12)
R1, R2, Rm – термическое сопротивление отдельных
элементов ограждающей конструкции;
Rвп – термическое сопротивление
замкнутой воздушной прослойки;
αн
– коэффициент
теплоотдачи наружной поверхности ограждений конструкции по местным условиям
определяется по формуле:
,
(10.13)
v = 3,6 м/с – минимальное из средних
скоростей ветра за июль (СНиП 2.01.01 – 82);
tp – расчетная температура
воздуха в помещении;
text – расчетная температура
наружного воздуха (-350С для Уфы по СНиП 2.01.01 – 82);
Вт/(м2·0С)
(м2·0С)/Вт
(м2·0С)/Вт
Потери теплоты
ограждающих конструкций в зимний период
Вт
Потери теплоты ограждающих конструкций в летний период
Вт
Определим
избыточный явный тепловой поток в летний период
Определим
воздухообмен для удаления избыточной теплота
м3/с
Определим воздухообмен для удаления вредных веществ
Lw,z=0,1
|
—
|
расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны
помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м3/ч.
|
mpo=0,0003
|
—
|
расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в
воздух помещения, кг/с;
|
qw,z,=0,0006
ql=0,00006
|
—
|
концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе,
удаляемом соответственно из обслуживаемой или рабочей зоны помещения и за ее
пределами, кг/м3;
|
qin=0
|
—
|
концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе,
подаваемом в помещение, мг/м3;
|
Так как воздухообмен рассчитанный для
удаления избыточного тепла оказался больше воздухообмена для удаления вредных веществ, то расчет
системы вентиляции ведем по нему.
Рассчитаем площадь воздуховода
системы вентиляции
где Q – необходимый воздухообмен, м3/с
nм максимальную скорость движения воздуха, м/с, по
формуле
nм = Кnn
nn=3,5
|
-
|
нормируемая скорость движения воздуха, м/с,в обслуживаемой зоне или
на рабочих местах в рабочей зоне помещения: (СНиП 2.04.05-91 приложение 3)
|
К=1,8
|
-
|
коэффициент перехода от нормируемой скорости движения воздуха в
помещении к максимальной скорости в струе, определяемый по обязательному
приложению 6 (СНиП 2.04.05-91)
|
nм = Кnn=3,5*1,8=6,3 м/с
Принимаем воздуховод из
оцинкованной стали d = 0,65 м по ГОСТ14918-80
11 РАСЧЕТ РАСХОДА
ТЕПЛА НА ОТОПЛЕНИЕ И РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ
11.1 Определение
тепловой мощности системы отопления
(11.1)
Вт
Вт
так как общее теплопоступление (от
электродвигателей и механического оборудования, выделяемое людьми, от освещения,
от солнечной радиации через остекленное ограждение, через непрозрачные
поверхности) значительно больше потери теплоты ограждающих конструкций в зимний период, то
отопление не рассчитываем.
12 РАСЧЕТ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СЕТЕЙ И
ВОДОСНАБЖЕНИЯ
12.1 Расчет водоснабжения
Определим необходимый расход воды
Водоснабжение
цеха по переработке зерна (мельница) предусматривается от существующего
поселкового водопровода. Подключение осуществляется врезкой в существующий
водопровод с устройством двух проектируемых колодцев с установкой у них отключающей
арматуры.
Напор в точку
подключения 50 – 60м. Наружная сеть водопровода принята закольцованная и
прокладывается в земле на глубине не менее 2,30 м от планировочной поверхности
земли до низа трубы диаметром 110 мм из полиэтиленовых труб ПНД типа С по ГОСТ
18599 – 83. Учет расхода воды предусматривается крыльчатым счетчиком воды ВСКМ
– 30/504.
Расход
воды на внутреннее пожаротушение составляет 10 л/с (2 струи по 5 литров на
секунду). Пожарные краны приняты диаметром 65 мм. Система водопровода
монтируется из стальных электросварных труб ГОСТ 10704 – 74ж и стальных
водогазопроводных труб ГОСТ 3262 – 75ж.
Примерный суточный расход воды в пиковые
периоды загрузки мельницы составляет примерно 518,4 л/сут.
Определим средний часовой и секундный
расход воды:
л/ч
л/с
Определим необходимый диаметр
трубопровода для водоснабжения цеха при скорости движения воды 1 м/с
, (12.1)
vв – средняя скорость движения воды;
м
Примем диаметр трубопровода равным
10,2 мм
12.2 Расчет канализационных сетей
Канализация не требуется т.к. в
технологическом процессе производства муки вода используется полностью, и ее
расход мал
БИБЛИОГРАФИЯ
1.
СНиП || - 3-79** «Строительная
теплотехника»
2.
СНиП 01.01-82 «Строительная
климотология»
3.
СНиП 2.02.01-83 «Основание зданий и сооружений»
4.
СНиП ||-26-76 «Кровли»
5.
СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и
воздействия»
ОГЛАВЛЕНИЕ
1.
Технико-экономическое обоснование проектирования………………..….5
2.
Исходные данные……………………………………………………….……6
3.
Описание технологического процесса………………………………….…..7
4.
Выбор технологического оборудования……………………………………8
6.
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций и
конструирование наружных стен помещения……………………………………………...…10
7.
Расчет и конструирование окон и дверей…………………………………13
8.
Расчет и конструирование перекрытия, потолка,
кровли и пола………..14
9.
Расчет и конструирование фундаментов здания…………………………17
10.
Расчет расхода тепла на отопление ………………………………………20
11.
Разработка схемы отопления………………………………………………24
12.
Расчет канализационных сетей водоснабжения
..……………………....25
БИБЛИОГРАФИЯ………………………………………………………...27