РЕФЕРАТ
Пояснительная
записка с., 2 листа формата А2 и 1 лист формата А1 графического материала.
Расчет
конструкций здания мельницы агрофирмы имени Цюрупа.
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.
ВЕДЕНИЕ
Агрофирмы имени Цюрупа расположена по адресу: 450501
Республика Башкортостан, Уфимский район, с. Булгаково.
Руководители предприятия
агрофирмы имени Цюрупа:
-
Генеральный
директор – Незнанов
-
Главный инженер –
Жуков
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.
2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Мощность мельницы
составляет 1200 кг/час
Ассортимент и заданные объемы
производства приведены в таблице 2.1
Таблица 2.1 Технические показатели
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
Определим сопротивление
ограждающей конструкции по формуле:
, (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:
Защитный слой по верху водоизоляционного
ковра - Слой гравия 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
мастике:
наклеенный на горячем битуме
нагрузка
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
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;
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
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);
же, залегающих выше подошвы;
расчетное
значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой
фундамента, кПа (тс/м2);
d1
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;
twz – температура воздуха в обслуживаемом помещении;
, (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
Вт
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
каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения,
кг/с;
qw,z,=0,0006
ql=0,00006
вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом соответственно из
обслуживаемой или рабочей зоны помещения и за ее пределами, кг/м3;
qin=0
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
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
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
5.
Планировка помещений……………………………………………………..9
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