车间内的发热量包括机器设备、人、照明灯具等的散热量,这部分稳定的散热量是纺织空调冷负荷的主要来源。
1.机器设备发热量机器设备发热量(电动设备散热量),一部分是电动机本身散发的热量,即电能消耗在电动机的线圈、磁铁及轴承内由于摩擦和阻抗变成了热量,由电动机表面散入车间空气中;另一部分是电能变成机械能,后因各机件之间的摩擦以及机件与纱线间的摩擦而转化为热能,再散入车间空气中。而用于加工成品、半成品方面所消耗的机械能很微小。可以认为全部电能均转化为热能。
对锯齿形厂房,细纱机的发热量占该车间总热量的80%~85%,捻线车间约占80%,布机车间约占65%,清棉、梳棉、并粗车间占55%~75%;多层建筑的厂房,由于太阳辐射热影响减小,梳棉、细纱、捻线等车间的机器发热量会增至总热量的90%左右。因此,机器设备发热量计算必须仔细、准确。机器设备的发热量Q3(W)可用下式计算。
式中:n1——安装系数,是电动机的最大实耗功率与安装功率(铭牌额定功率)之比,它反映了铭牌额定功率利用的程度,一般为0.7~0.9;
n2——负荷系数,是电动机每小时平均实耗功率与最大实耗功率之比,一般为0.75~0.85;
n3——同时运转系数,即开动的机台数与车间全部机台数之比,见表3-4;
N——总安装功率,kW,即每台机器的电动机铭牌上的额定功率乘以机器台数;
η——电动机的效率,见表3-5。
表3-4 纺织工艺设备同时运转系数
注 织布为1511型112cm(44英寸)有梭织机。
表3-5 电动机效率
2.照明设备散热量目前以使用日光灯、白炽灯照明为多,与电动设备相似,只有极少的电能转化为光能,绝大部分最终都变成了热量散发到车间中。
(1)白炽灯:
式中:Q4——白炽灯的散热量,W;
N——白炽灯的总功率,kW。
(2)荧光灯(又名日光灯):
式中:Q4——荧光灯的散热量,W;(www.xing528.com)
N1——荧光灯的总功率,kW;
N2——镇流器消耗的总功率,kW。一般取荧光灯总功率的20%~25%。
3.人体散热量人体维持正常体温是靠不断散热来实现的。人体散热的主要形式有传导、对流、辐射和汗液蒸发。前三种散发的热量为显热,后者靠汗水蒸发带出的是汽化潜热。人体散发热量的多少取决于人的劳动强度和环境温度,其数值见表3-6。显热与潜热之和为人体总的散热量。当车间内的总人数为n时,人体总的散热量Q5(W)为:
式中:q——每人散发的总热量,W/人。
表3-6 不同温度和工作状态下人体散热散湿量
4.散湿量计算纺织企业中有些车间,如印染、缫丝、浆纱和毛纺后整理等,都有大面积的高温液体或湿物体表面,这些液面向车间蒸发了大量的水汽,其蒸发量W(kg/s)可用下式计算。
式中:P1——空气的水蒸气分压力,Pa;
P2——温度与水表面相等的饱和空气的水蒸气分压力,Pa;
F——蒸发水的表面积,m2;
B——当地大气压力,Pa;
β——蒸发系数,kg/(N·s)。
且β可由下式确定。
β=(α+0.00363v)×10-5
式中:α——空气温度为15~30℃时不同水温下的扩散系数,kg/(N·s),见表3-7;
v——液面上(或湿物体上)的空气流速,m/s。
表3-7 不同水温下的扩散系数α
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