6. РАСЧЕТ МЕХАНИЗАЦИИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И АВТОПОЕНИЯ
Система водоснабжения - комплекс мероприятий, включающий забор воды из источников, подъем ее на высоту, очистку, хранение, подачу и потребление.
Состав машин и инженерных сооружений зависит в основном от источника водоснабжения и требований, предъявляемых к качеству потребляемой воды.
Схема водоснабжения - технологическая линия, связывающая в той или иной последовательности водопроводные сооружения, предназначенные для добывания, перекачки, улучшения качества транспортирования воды к пунктам ее потребления.
В зависимости от конкретных условий (рельефа местности, мощности источника водоснабжения, надежности электроснабжения и др.) схемы водоснабжения могут быть с одним или с двумя подъемами воды, с хранением регулируемой емкости воды в водонапорных башнях или подземных резервуарах, с подачей противопожарного запаса воды непосредственно из источника воды и пр.
При выборе источника централизованного водоснабжения предпочтение отдается подземным водам по сравнению с поверхностными. Это объясняется повсеместным распространением подземных вод и возможностью использования их без очистки. Поверхностные воды применяются реже, так как они более подвержены загрязнению и перед подачей потребителю нуждаются в специальной очистке.
Среднесуточный расчет воды в л (м3) на ферме определяется по формуле:
где qi - среднесуточная норма потребления воды одним животным, л, (таблица 18), [5, с. 69];
ni - количество животных в половозрастной группе, гол;
m - число групп животных.
"right">Таблица 6Нормы потребления воды одним потребителем
Вид животных |
Количество животных |
Норма потребления воды одним потребителем, л |
|
1. Дойные коровы |
46 |
100 |
|
2. Быки-производители |
2 |
60 |
|
3. Нетели |
12 |
60 |
|
4. Телки до 2-х лет |
13 |
30 |
|
5. Телки до 1 года |
14 |
20 |
|
6. Бычки до 1 года |
7 |
20 |
|
7. Бычки старше 1 года |
6 |
30 |
Qср.сут = 100•46 + 60•2 + 60•12 + 30•13 + 20•14 + 20•7 + 30•6 = 6.43 м3.
Максимальный суточный расход воды в л (м3):
где бсут - коэффициент суточной неравномерности, (бсут=1,3).
Qмакс.сут = 6.43•1,3 = 8.359 м3.
Максимальный часовой расход в л/ч (м3/ч):
где бч - коэффициент часовой неравномерности (на фермах с автопоением бч=2…2,5; бч=4,0 - без автопоения).
Секундный расход в л/с воды равен:
Суточный расход насосной станции должен быть равен максимальному расходу воды на комплексе, а часовой расход станции (насоса) определяется по формуле:
где t - продолжительность работы насоса или станции в сутки, ч.
Продолжительность работы насоса выбирают в соответствии с дебитом водоисточника, учитывая, что расход насоса при этом должен быть или равен Qмакс.час, но не должен превышать дебита источника. С уменьшением t повышается потребляемая мощность для привода насоса, увеличиваются диаметр напорного трубопровода и емкость резервуара водонапорной башни, но сокращаются эксплуатационные расходы. При увеличении t сокращаются расходы на строительство, но эксплуатационные расходы увеличиваются. На основе сравнительных технико-экономических расчетов время работы насосной станции принимается равным 7 или 14 ч.
По величине Qнас выбираем по рабочим характеристикам тип и марку погружного электронасоса [4, с. 125]: ЭЦВ 4-1,6-65, подача 1,6 м3/ч, давление 0,65 МПа, мощность 1,0 кВт.
Потребная мощность в Вт электродвигателя для привода насоса:
где Qнас - объемный расход воды (подача насоса), м3/с;
с - плотность воды, кг/м3;
Н - полный напор насоса, м (берется из технической характеристики в МПа. Коэффициент связи между единицами 0,1 МПа = 10 м);
Кз - коэффициент запаса мощности, учитывающий возможные перегрузки во время работы насоса (Кз=1,1…2,0);
g - ускорение свободного падения, м/с2;
зн - КПД насоса согласно технической характеристике (для центробежных насосов зн = 0,4…0,6, для вихревых зн = 0,25…0,55);
зп - КПД передачи от двигателя к насосу (при прямом соединении с насосом зп = 1,0).
Воду необходимо подавать потребителям под определенным напором, называемым свободным напором Нсв. Для водозаборных точек на животноводческих фермах необходимый напор Нсв = 4…5 м (Нсв = 40…50 кПа) обеспечивается водонапорной башней.
Необходимая вместимость резервуара в м3 водонапорной башни равна:
Vрез = 0,20•8,359 = 1,67 м3.
Полученную вместимость резервуара округляем до стандартной (10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 и 50 м3), то есть Vрез = 10 м3.
Диаметр труб выбирают так, чтобы скорость воды в них не превышала 0,4-1,25 м/с. Диаметр труб (м) внешнего водопровода на начальном участке, на котором проходит все количество воды, определяем по формуле:
где Qмакс.с - максимальный секундный расход воды, м3/с;
v - скорость воды в трубах, м/с [8, с. 30].
Для поения животных используют поилки разных конструкций, что обусловлено различием вида животных, их половозрастных групп, способов их содержания. Поилки подразделяются на индивидуальные и групповые, стационарные и передвижные. По принципу действия их различают на клапанные, вакуумные, чашечные, сосковые, капельные, ниппельные, корытные и др.
Для поения животных в пастбищных условиях при отсутствии стационарных выгонов применяют передвижные поилки - цистерны с водой, оборудованные индивидуальными или групповыми автопоилками.
Выбираем тип автопоилок и определяем их количество на животноводческой ферме:
где m - количество животных, гол.;
z - коэффициент, показывающий, на какое количество животных предназначена та или иная автопоилка.
Автопоилки ПА-1 и АП-1 применяются для поения КРС на фермах привязного содержания. Автопоилки рассчитаны на поение двух голов КРС. Определяем число автопоилок АП-1 (ПА-1) для коров и быков-производителей:
Для остальных половозрастных групп применяем автопоилки АГК-4А, рассчитанные для применения при беспривязном содержании. Также основным достоинством такой автопоилки является то, что она с электроподогревом. Одна поилка рассчитана на поение 100 животных (то есть z=100). Для каждой половозрастной группы определяем свое количество поилок, так как каждая группа содержится отдельно от другой: нетели - 1 поилки, телки до 2-х лет - 1 поилки, телки до 1 года - 1 поилки, бычки до 1 года - 1 поилка, бычки старше 1 года - 1 поилка, всего - 5 поилок АГК-4А
стадо машинный кормоприготовительный доение
7. РАСЧЕТ МИКРОКЛИМАТА
7.1 Расчет вентиляции
Для поддержания параметров микроклимата в оптимальном режиме или близком к оптимальному необходимо удалять из помещения вредные газы и обновлять воздух, то есть осуществлять воздухообмен в соответствии с нормами.
Определяем воздухообмен по углекислоте и по избытку влаги в холодный период года в м3/ч:
где С - количество углекислого газа, выделяемое одним животным, л/ч [4, с. 128];
m - количество животных в помещении, гол.;
С1 - допустимое количество углекислого газа в воздухе помещения, л/м3 (С1 = 1,5 л/м3);
С2 - содержание углекислого газа в приточном воздухе, л/м3 (С2=0,3…0,4 л/м3);
W - количество водяного пара, выделяемое одним животным в течение часа, г/ч [4, с. 128];
в - коэффициент, учитывающий испарение влаги с пола, кормушек, автопоилок и т. д. (в=1,25);
W1 - допустимое количество водяного пара в воздухе помещения, г/м3 (абсолютная влажность)
где щ - нормативная относительная влажность воздуха в животноводческих помещениях, % [4, с. 127];
Wмакс - максимальная влажность воздуха при данной температуре, г/м3 [9, с. 51];
W2 - средняя абсолютная влажность приточного воздуха, г/м3 (W2=3,2…3,3 г/м3).
Из полученных по формулам результатов для дальнейших расчетов выбираем максимальный воздухообмен
Кратность часового воздухообмена в ч-1:
где V - объем помещения, м3 (коровник на 200 голов V=21·78·3,55=5814,9 м3).
При К=3…5 выбирают принудительную вентиляцию без подогрева подаваемого воздуха.
Сечение вытяжных и приточных каналов в м2 определяется по формуле:
где v - скорость воздуха в канале, м/с
где h - высота канала, м (h=3 м);
t1-t2 - разность температур внутреннего и наружного воздуха, єС.
Количество вытяжных каналов определяем из выражения:
где f - площадь сечения одного канала, м2 (площадь сечения вытяжных каналов принимается 0,25; 0,36; 0,5; 1 м2 и более, приточных 0,04 и 0,06 м2).
принимаем mк=2.
При принудительной вентиляционной системе поступление свежего воздуха обеспечивается приточными вентиляционными установками. Применяют вентиляторы низкого давления (до 980 Па) и среднего (2940 Па).
Расчет принудительной вентиляционной системы ведется из тех условий, что она должна работать периодически, поэтому подача системы должна быть в 2-3 раза больше расчетной величины воздухообмена, то есть:
LВС = (2…3)·L,
LВС = 2,5·4560 =11400 м3/ч.
Требуемый вентилятор подбирают по величине воздухообмена LВС и требуемому напору, необходимому для преодоления сопротивления движению воздуха в канале вентиляционной системы.
Объемную подачу вентилятора в м3/ч определяют по формуле:
где mк - число вытяжных каналов.
Диаметр воздуховода в м определяем по формуле:
где v - скорость воздуха воздуховоде, которая принимается равной 12…15 м/с.
Необходимый напор вентилятора в Па определяем как сумму потерь давления от трения воздуха о воздуховод на прямолинейных участках (Нпр) и местах сопротивлений (hмс):
где Н - полный напор вентилятора, Па;
с - плотность воздуха, кг/м3 (с=1,2…1,3 кг/м3);
л - коэффициент сопротивления движению воздуха в трубе (л=0,02…0,03);
L - длина трубопровода на прямолинейном участке, м;
?о - сумма коэффициентов местных сопротивлений [4, с. 129].
По полученным величинам QВ и Н подбираем необходимый вентилятор [4, с. 129]: центробежный типа Ц4-70 №5, диаметр колеса 500 мм, подача 1,45-8,3 тыс. м3/ч, полное давление 180-830 Па, частота вращения 930-1420 мин-1.
Расчетная мощность электродвигателя в Вт для привода вентилятора определяется по формуле:
где QВ - подача вентилятора, м3/ч;
Н - полный напор вентилятора, Па;
зв - КПД вентилятора (для центробежных вентиляторов зв=0,4…0,6; для осевых зв=0,2…0,3);
зпер - КПД передачи.
Полученную расчетную мощность двигателя увеличивают при N<1,5 кВт на 50%, при N=2 кВт на 25%, при N=4…7 кВт на 20% и при N>7,5 кВт на 10%, то есть:
Nуст = N + Kм·N,
где Kм - коэффициент запаса мощности.
Nуст = 3,4 + 0,2·3,4 = 4,08 кВт.
Из [10, с. 226] выбираем электродвигатель: 4А100L4У3 N=4 кВт, nс=1500 мин-1, n=1430 мин-1.
- ВВЕДЕНИЕ
- 1 ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ СОДЕРЖАНИЯ ЖИВОТНЫХ И СТРУКТУРЫ СТАДА
- 2. РАСЧЕТ СУТОЧНОЙ И ГОДОВОЙ ПОТРЕБНОСТИ В КОРМАХ
- 3. РАСЧЕТ КОРМОХРАНИЛИЩ
- 4. РАСЧЕТ КОРМОПРИГОТОВИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
- 5. РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ И РАЗДАЧИ КОРМА
- 6. РАСЧЕТ МЕХАНИЗАЦИИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И АВТОПОЕНИЯ
- 8. РАСЧЕТ МЕХАНИЗАЦИИ УДАЛЕНИЯ НАВОЗА
- 8.2 Выбор и расчет средств для удаления навоза из помещения
- 9. РАСЧЕТ МАШИННОГО ДОЕНИЯ И ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ МОЛОКА
- 9.1 Машинное доение коров
- 9.2 Первичная обработка молока
- 10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА
- 10.1 Требования к проектированию генерального плана
- 10.2 Основные и вспомогательные постройки животноводческих хозяйств
- Кормораздатчик рк-50
- Устройство и работа кормораздатчика кту-10а
- 23.2. Мобильные кормораздатчики
- Курсовой проект на тему: «Племенная ферма крс на 400 голов мясного направления»
- 8. Механизация раздачи кормов на фермах крс. Расчёт вместимости и количества кормораздатчиков.
- 2. Механизация раздачи кормов мобильными кормораздатчиками.
- Кормораздатчик тракторный универсальный кту-10а
- 2. Мобильные и стационарные кормораздатчики.
- Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту