Механизация технологического процесса водоснабжения и поения на откормочной свиноферме
2.3 Определение производительности ПТЛ, подбор машин для выполнения технологических операций и определение их количества
Расчет потребности в воде
При определении потребности в воде необходимо знать среднесуточный расход воды всеми потребителями, который определяется по формуле:
, м3
где qi - суточная норма расхода воды одним потребителем, м3. Принимаем на одну свинью на откорме qi=15 дм3, а норму расхода воды на одного работающего qi=20 дм3 за смену [6].
ni - число потребителей, имеющих одинаковую норму расхода.
Максимальный суточный расход воды определяем по формуле:
, м3
где сут - коэффициент суточной неравномерности водопотребления (принимаем сут=1,3).
Часовые колебания расхода воды учитываются коэффициентом часовой неравномерности ч=2,5.
Максимальный часовой расход:
, м3
Максимальный секундный расход:
, м3
Результаты расчетов сведены в таблицу 5.
Таблица 5 Данные расчета водопотребления СТФ
Потребитель |
Число потребителей |
Суточная норма расхода воды, м3 |
Суточный расход воды, м3 |
Qсут.maх, м3 |
Qч.max, м3 |
Qc.max, м3 |
|
Свиньи |
3380 |
0,015 |
50,7 |
65,91 |
6,8656 |
0,0019 |
|
Оператор |
10 |
0,02 |
0,2 |
0,26 |
0,027 |
0,00001 |
|
Всего |
- |
0,35 |
50,9 |
66,17 |
6,8926 |
0,00191 |
Расчет водопроводной сети
Расчет водопроводной сети начинают из наиотдаленного от насоса и водорегулирующего сооружения участков и узлов. По необходимой секундной подаче воды определяем диаметр труб:
, м
где v - скорость воды в сети (для внешней сети с диаметром труб до 300 мм принимаем v=1…1,75 м/с [4])
м.
Принимаем диаметр трубопровода dтр=0,05 м.
Гидравлическое давление
Для выбора водонапорного оборудования, а также водонапорного сооружения большое значение имеет гидравлическая характеристика сети, совместно с которой функционируют приведенные элементы системы подачи воды.
Полное давление Н, м, в системе подачи воды состоит из геометрической высоты подъема воды и суммарных потерь напора на преодоление сопротивления во всасывающем и нагнетательном трубопроводах:
, м
где Нг - расстояние по вертикали от места забора до верхнего уровня воды в башне, м;
h - суммарные потери напора, м.
В свою очередь геометрический напор равен:
, м
где Нвс - высота всасывания, м (Нвс=5 м);
Ннаг - высота нагнетания, м (Ннаг=15 кПа)
м.
Потери напора h, м, определим по формуле:
, м
где hт - потери напора на преодоление трения в трубопроводе
, м
где - коэффициент гидравлического сопротивления.
Для чугунных и стальных труб =0,02 [5];
g - ускорение свободного падения, м/с2;
L - длина участка, м
м
Увеличиваем hт на 8%:
м
м
Выбор водоподъемного оборудования
Необходимую производительность водоподъемного оборудования определяем исходя из максимального расхода воды в сутки по формуле:
, м3/час
где Тн - продолжительность работы насоса в течении суток. Рекомендованное значение Тн14ч16 часов [4];
м3/час.
Расчетная мощность, потребляемая приводом водяного насоса определяется по формуле
, кВт
где н - кпд насоса (н=0,25);
т - кпд трансмиссии (т=0,85)
кВт
Исходя из расчета принимаем вихревой насос 1,5К-6, подача Qп=2,7…6 м3/час, полный напор Н=0,26 МПа, частота вращения двигателя n=2900 мин-1, мощность двигателя Nдв=1,5 кВт, кпд=30%.
Расчет водонапорного сооружения
Общая емкость резервуара водонапорной башни определяется по выражению:
, м3
где Vp - рабочий объем, м3
м3
Vз - объем воды, необходимый для накопления аварийных и пожарных запасов, м3
, м3
где Vав - аварийный объем, м3,
Vпож - пожарный запас, м3 (Vпож=6 м3)
м3
Vп - пассивный объем, м3 (Vп=2 м3)
м3
Согласно расчета принимаем сборно-блочную башню марки БР-25У. Полная емкость башни 39 м3, емкость резервуара - 25 м3, емкость воды в колонне - 14 м3, высота до бака - 12 м, диаметр бака - 3 м, диаметр колонны 1,2 м, масса башни - 4810 кг.
Линия автопоения
При поении свиней предусматриваются сосковые поилки ПСС-1, которые устанавливаются в станках - 48 в одном свинарнике-откормочнике на 1200 голов. Так как число свинарников-откормочников на ферме 5, то количество поилок - 240 штук. Давление на входе в поилку не более 5104 Па. Уровень воды в поилке поддерживается автоматически.