Проектирование ферм и сельскохозяйственных комплексов (стр. 2 из 5)
Qмах. сут. = Qср.сут · αсут,
где αсут - коэффициент суточной неравномерности;
Qмахсут = 24000 ∙ 1.3 = 31200 л
Максимальный часовой расход вода (л/ч) определяется по формуле:
Qмах.ч. = Qмах.сут. ∙ αч / 24,
где αч - коэффициент часовой неравномерности
Qмах.ч. = 31200 ∙ 2.3 / 24 = 2990 л/ч
Секундный расход (л/с) воды равен:
Qс = Qмах.ч. / 3600 = 2990 / 3600 = 0.831 л/с
Суточный расход насосной станции должен быть равен максимальному суточному расходу воды на помещении или ферме, а часовой расход станции (насоса) определяется по формуле:
Qнас. = Qмах.сут / τ ,
где τ - продолжительность работы насоса или станции в сутки, ч.
Продолжительность работы насоса τ выбирают в соответствии с дебитом водоисточника, учитывая, что расход насоса при этом должен быть больше или равен Qmax.ч, но не должен превышать дебита источника. С уменьшением повышается потребная мощность для привода насоса, увеличивается диаметр напорного трубопровода и емкость резервуара водонапорной башни, но сокращаются эксплуатационные расходы. При увеличении τ сокращаются расходы на строительство, но эксплуатационные расходы увеличиваются. На основе сравнительных технико-экономических расчетов времени работы насосной станции принимается равным 7 или 14 часам.
Qнас = 31200 / 10 = 3120 л/ч = 3.12 м3/ч
По величине Qнас. и требуемому напору выбирают по рабочим характеристикам тип и марку насоса:
Насос марка - 1/2 К-6
Тип - центробежный консольный
Объёмная подача = 6 м3/ч
Полный напор H = 14 м
Потребная мощность (Вт) электродвигателя для привода насоса определяется по формуле:
N = (Qнас ∙ ρ ∙ H ∙ Кз ∙ g) / (ηп ∙ ηн)
где Qнас. - объемный расход воды (подача насоса), м3/с;
ρ - плотность воды, кг/м3;
Н - полный напор насоса, м (берется из технической характеристики);
Кз - коэффициент запаса мощности, учитывающий возможности перегрузки во время работы насоса;
g - ускорение свободного падения;
ηн - к.п.д. насоса согласно технической характеристике;
ηп - к.п.д. передачи от двигателя к насосу.
N = ( 6 / 3600 ∙ 1000 ∙ 14∙ 1.5 ∙ 9.81) / (1 ∙ 0.5) = 686.7 Вт = 0.6867 кВт
Воду необходимо подавать потребителям под определенным напором, называемым свободным напором Нсв. Для водоразборных точек на животноводческих фермах необходимый напор Нсв = 4 0... 5 м (Нсв = 40 0... 50 кПа) обеспечивается водонапорной башней.
Необходимая вместимость резервуара (м3) водонапорной башни равна:
Vрез = (0.15…0.20) Qмах.сут. = 0.17 ∙ 31.2 = 5.304 м3
Полученную вместимость резервуара округляем до стандартной: Vрез = 10
Диаметр труб выбирает 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:
d =
,где Qмах с - максимальный секундный расход воды, м3/с;
V - скорость воды в трубах, м/с;
d = (4 ∙ 0.000831 / (3.1415 ∙ 0.4))1/2 = 0.051 м
После определения диаметра трубопровода выбирают тип автопоилок и определяют необходимое их количество (n) на животноводческой ферме или комплексе:
n = m / z,
где m - количество животных, гол.;
z - коэффициент, показывающий, на какое количество животных предназначена та или иная автопоилка.
Выбираем индивидуальную автопоилку типа АП-1А (из полимерных материалов, вместимость 1,95 л, масса 0,7 кг, 265х262х153 мм), устанавливается из расчёта одна поилка на два соседних стойла, тогда n = 800 / 2 = 400.
Пользуясь таблицей часового расхода воды для КРС, строим в масштабе график суточного расхода воды.
| Часысуток | 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 | 3,4 |
| Значение расхода воды | 967,2 | 655,2 | 592,8 | 530,4 | 592,8 | 592,8 | 1030 | 1092 | 1903 | 2839 | 2683 | 904,8 | 1030 | 1342 | 1498 | 904,8 | 3120 | 1498 | 904,8 | 967,2 | 811,2 | 2028 | 1654 | 1061 |
При построении графика по оси ординат откладывают в выбранном масштабе расход воды за каждый час (л/ч) (в процентном отношении от максимального суточного расхода), т.е.
Qч = Qmax.сут ∙ q / 100, а по оси абсцисс - часы суток.
Вода подводится в автопоилки при низких температурах ее и окружающего воздуха. На фермах крупного рогатого скота, в коровнике, на стене у входа в молочный блок монтируется водонагревательное приспособление ВЭП-600 для подогрева воды до 10 °С и принудительной циркуляции ее. Подается вода центробежным насосом производительностью 6 м3/ч при давлении в трубопроводе до 300 кПа.
2.2 Технологический расчёт и выбор оборудования системы вентиляции и воздушного отопления
Технологический расчёт и выбор оборудования системы вентиляции и воздушного отопления
Расчет воздухообмена помещении. Системы вентиляции, отопления и кондиционирования должны поддерживать оптимальный температурно-влажностный режим и химический состав воздуха; обеспечивать в зависимости от периода года соответсвющий воздухообмен; не допускать скопления, застоя влажного и загрязнённого воздуха в отдельных местах помещения, т.е. обеспечивать равномерное распределение воздуха и его циркуляцию; предотвращать конденсацию выделенных паров на стенах и различных ограждениях внутри помещения. 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 °С 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.
Исходные данные для расчета воздухообмена, в частности предельно допус-тимые концентрации вредных веществ в помещениях, оптимальные параметры внутреннего воздуха, тепло-, влаго- и газовыделения животных и птиц принимают по справочно-нормативным документам.
Воздухообмен, м3/ч, необходимый для поддержания допустимой концентрации углекислого газа, определяют по формулам:
Vco2 = nж ∙ Сж / (С1 - С2)
где nж - число животных;
Сж - количество углекислого газа, выделяемое одним животным, л/ч;
С1 - предельно допустимая концентрация углекислого газа в помещении, л/м3;
С2 - концентрация углекислого газа в атмосферном воздухе.
Vco2 = 400 ∙ 90 / ( 1.5 - 0.3) = 30000 м3/ ч
Воздухообмен, обеспечивающий допустимое содержание в воздухе водяных паров
Vw = W / (ρ (dв - dн))
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;
dв и dн - влагосодержание соответственно внутреннего и наружного воздуха.
Влаговыделения в животноводческих помещениях
W = Wж + Wисп,
где Wж - расход водяных паров, выделяемых животными; Wисп - расход испаряющейся с поверхности влаги, равный сумме расходов Wс.п. (со свободной поверхности) и Wм.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
Wс.п. = ωс.п.·Ас.п.
где ωс.п.- удельное влаговыделение, г/(ч·м2);
Ас.п. - свободная поверхность, м2.
Количество влаги, испаряющейся со смоченной поверхности пола и стен
Wм.п. = ωм.п.·Ам.п.,
где ωм.п.- удельное влаговыделение, г/(ч·м2);
Ам.п.- смоченная поверхность, м2.
Wсп = 50 ∙ 3112.2 = 155610
Wмп = 11 ∙ 91.5352941176471 = 1006.888
Wисп = 155610 + 1006.888 = 156616.888
W = 232 + 156616.888 = 156848.888
Vw = 156848.888 / ( 1.2 ( 12 - 2)) = 13070.741
Из двух расчетных значений расходов вентиляционного воздуха Vсо2 и Vw принимают наибольшее, т.е. принимаем
Vв = Vco2 = 30000 м3/ч.
После этого устанавливают расход воздуха, приходящийся на 1 т живой массы животных. Если полученное значение окажется меньше нормативного регулируемого воздухообмена на 1 т живой массы животных или птицы, то в качестве расчетного значения воздухообмена следует принимать нормативное.
Для характеристики воздухообмена пользуются понятием кратности воздухообмена, которая указывает на число смен воздуха в помещении в течение часа:
n = Vв / Vс
n = 30000 / 10584 = 2.834
где Vв - расход вентиляционного воздуха, м3/ч;