Разработка проекта комплекса по производству говядины на 600 голов (стр. 2 из 5)

,

где Q_нас. – объемный расход воды (подача насоса), м³/с; r - плотность воды, кг/м³; Н – полный напор насоса, м (берется из технической характеристики); К_з – коэффициент запаса мощности, учитывающий возможности перегрузки во время работы насоса, К_з = 1,1 – 2,0; g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²; h_н – к.п.д. насоса согласно технической характеристике (для центробежных насосов h_н = 0,4 – 0,6; для вихревых h_н = 0,25 – 0,55); h_п – к.п.д. передачи от двигателя к насосу (при прямом соединении с насосом h_п = 1,0).

Воду необходимо подавать потребителям под определенным напором, называемым свободным напором Н_св. Для водоразборных точек на животноводческих фермах необходимый напор Н_св. = 4 ¸ 5 м (Н_св. = 40 - 50 кПа) обеспечивается водонапорной башней. Необходимая вместимость резервуара (м³) водонапорной башни равна:

V_рез = (0,15…0,20) Q_{мах. сут.},

Полученную вместимость резервуара округляем до стандартной (10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, и 50 м³).

Диаметр труб выбираем так, чтобы скорость воды в них не превышала 0;4 - 0,25 м/с. Диаметр труб (м) внешнего водопровода на начальном участке, на котором проходит все количество воды, определяется по формуле:

,

где Q_{мах с} – максимальный секундный расход воды, м³/с;

– скорость воды в трубах, м/с; Диаметр труб выбираем так, чтобы скорость воды в них не превышала 0,4-0,25 м/с. Диаметр труб (м) внешнего водопровода на начальном участке, на котором проходит все количество воды, определяем по формуле:

.

После определения диаметра трубопровода выбираем тип автопоилок и определяем необходимое их количество (n) на животноводческом комплексе:

,

где m – количество животных, гол.; z – коэффициент, показывающий, на какое количество животных предназначена та или иная автопоилка.

Выбираем индивидуальную автопоилку одночашечную ПА-1А (рассчитана на обслуживание двух голов, применяется во всех зонах при привязном содержании крупного рогатого скота в коровниках, имеющих водопроводную сеть [1, с.252]).

Тогда

Пользуясь таблицей часового расхода воды (в процентах) (табл. 1), строим в масштабе график суточного расхода воды.

Таблица 1

Примерный режим расходования воды на животноводческих

фермах по часам суток

Часы суток	0-1	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-8	8-9	9-10	10-11	11-12	12-13	13-14	14-15	15-16	16-17	17-18	18-19	19-20	20-21	21-22	22-23	23-24
Часовой расход, %	3,1	2,1	1,9	1,7	1,9	1,9	3,3	3,5	6,1	9,1	8,6	2,9	3,3	4,3	4,8	2,9	10,0	4,8	2,9	3,1	2,6	6,5	5,3	6,4

При построении графика по оси ординат откладываем в выбранном масштабе расход воды за каждый час (л/ч) (в процентном отношении от максимального суточного расхода), т.е.

,

а по оси абсцисс – часы суток (рис. 1).

Рис. 1. График расходования воды на животноводческом комплексе по часам суток

Технологический расчет и выбор оборудования

Системы вентиляции и воздушного отопления

Расчет воздухообмена

Установлено, что во все времена года в животноводческих помещениях действуют различные вредные факторы, к которым можно отнести большие или недостаточные количества теплоты, влаги и углекислого газа. В зависимости от наружных условий (в основном от температуры наружного воздуха) тот или иной фактор может быть преобладающим. Так, для типовых животноводческих и птицеводческих помещений в регионах с наружной температурой от – 10 до – 20 ºС наибольшее отрицательное воздействие оказывает влага, с температурой ниже – 20 °С - углекислый газ, с температурой – 10 °С и выше - теплота. Поэтому воздухообмен в животноводческих помещениях в холодный (отапливаемый) период года рассчитывают, исходя из условий удаления избытков углекислого газа и выделяющихся водяных паров, а в переходный и теплый (летний) периоды года - избытков теплоты и влаговыделений.

Воздухообмен, м³/ч, необходимый для поддержания допустимой концентрации углекислого газа, определяем по формулам:

;

где n_ж и n_ПТ – число животных, голов; С_ж - количество углекислого газа, выделяемое одним животным, л/ч; С₁ – предельно допустимая концентрация углекислого газа в помещении, л/м³ (С₁=1,5); С₂ – концентрация углекислого газа в атмосферном воздухе л/м³ (С₂=0,3).

Воздухообмен, м³/ч, обеспечивающий допустимое содержание в воздухе водяных паров,

,

где W – общее количество влаги, выделяемое в помещении (учитывается количество влаги, выделяемое животными при дыхании, а также суммарное влаговыделение с открытой и смоченной поверхностей в помещении), г/ч;

ρ – плотность воздуха, равная 1,2 кг/м³;

d_в и d_н – влагосодержание соответственно внутреннего и наружного воздуха, определяемое по HD - диаграмме, г/кг сухого воздуха.

Влаговыделения в животноводческих помещениях

,

где W_ж – расход водяных паров, выделяемых животными;

W_ИСП - расход испаряющейся с поверхности влаги, равный сумме расходов W_С.П. (со свободной поверхности) и W_М.П. (со смоченной (мокрой) поверхности). К свободной открытой водной поверхности в животноводческих помещениях относят площадь водной поверхности открытых баков с водой для гидросмыва навоза, автопоилок, водное зеркало навозного лотка и пр. Смоченными считают поверхности глубокой подстилки, вертикальных стен навозного лотка до водного зеркала, решетчатого пола и т. д. Влаговыделения со свободной поверхности

,

где ω_С.П.·– удельное влаговыделение, г/(ч/м²);

А_С.П. – свободная поверхность, м².

Количество влаги, испаряющейся со смоченной поверхности пола и стен:

,

где ω_М.П.·– удельное влаговыделение, г/(ч·м²);

А_М.П. – смоченная поверхность, м².

.

Тогда влаговыделения в животноводческом помещении

.

Воздухообмен, м³/ч, обеспечивающий допустимое содержание в воздухе водяных паров,

,

Из двух расчетных значений расходов вентиляционного воздуха VСО₂ и V_w принимаем наибольшее - VСО₂=15000. После этого устанавливаем расход воздуха, приходящийся на 1 т живой массы животных. Если полученное значение окажется меньше нормативного регулируемого воздухообмена на 1 т живой массы животных, то в качестве расчетного значения воздухообмена следует принимать нормативное.

Для характеристики воздухообмена воспользуемся понятием кратности воздухообмена, которая указывает на число смен воздуха в помещении в течение часа:

где V_в – расход вентиляционного воздуха, м³/ч;

V_с – строительный объем помещения, м³.

Для взрослого поголовья при кратности n < 3 выбираем естественную вентиляцию Для холодного периода года в животноводческих помещениях n = 3...5.

Расчет магистральных воздуховодов

При естественной вентиляции воздухообмен происходит вследствие разности температур внутри и снаружи помещения. Движение воздуха из помещения и в помещение осуществляется через неплотности окон и дверных проёмов, а также по специально устанавливаемым проточно-вытяжным шахтам и каналам. Сечение вытяжных и приточных каналов определим по формуле: