Механизация технологического процесса водоснабжения и поения на откормочной свиноферме (стр. 3 из 5)

Существуют два вида систем водоснабжения: групповые и локальные. Групповые предназначены для централизованного водоснабжения нескольких крупных объектов, связанных общностью территории (город, район и т.д.), локальные – для обслуживания одного индивидуального объекта водоснабжения (хозяйство, животноводческий комплекс и т.д.), она имеет свой автономный источник воды, насосную станцию и водопроводную сеть, таким образом, выбираем локальную систему снабжения.

В зависимости от расположения водоисточника относительно потребителей воды применяют напорные и самотечные системы водоснабжения. При напорной – уровень воды в источнике расположен ниже уровня объекта водоснабжения, и воду приходится подавать к потребителям насосами, создавал некоторый напор. В самотечной системе водоисточник расположен выше уровня потребителей, к напорным она поступает самотеком. В зависимости от типа водонапорного оборудования системы бывают башенными – с водонапорной башней и башенными – с пневматической водоподъемной установкой. Принимаем напорную башенную систему с подземным источником, вода из которого не требует очистки, вследствие чего схема не содержит очистных сооружений, резервуара чистой воды и насосной станции второго подъема, в результате вся система оказывается более простой и надежной.

Водонапорные сети могут быть тупиковыми и кольцевыми. Тупиковой называется такая сеть, в которой магистрали отходят в разные стороны не связанные между собой ветви, в них вода движется только в одном направлении. Их недостаток – необходимость отключения всех потребителей за местом аварии водопровода. В кольцевой сети вода к любому потребителю может поступать с двух сторон, т.к. трубопровод в этом случае представляет собой замкнутый контур, что позволяет отключать поврежденные участки сети, не прекращая подачу воды другим потребителям. Принимаем тупиковую сеть вследствие малого количества голов.

Из выше изложенного нами предлагается следующая схема поточно-технологической линии водоснабжения и поения (рис. 1).

Рис. 1. Конструктивно-технологическая схема ПТЛ водоснабжения и автопоения: 1 – насосная станция; 2 – центробежный насос; 3 – водонапорная башня; 4 – водопроводная сеть; 5 – водопотребитель (поилки).

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 q_i – суточная норма расхода воды одним потребителем, м³. Принимаем на одну свинью на откорме q_i=15 дм³, а норму расхода воды на одного работающего q_i=20 дм³ за смену [6].

n_i – число потребителей, имеющих одинаковую норму расхода.

Максимальный суточный расход воды определяем по формуле:

, м³

где a_сут – коэффициент суточной неравномерности водопотребления (принимаем a_сут=1,3).

Часовые колебания расхода воды учитываются коэффициентом часовой неравномерности a_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	Q_сут.maх, м³	Q_ч.max, м³	Q_c.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 d_тр=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 Н_г – 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 Н_вс – высота всасывания, м (Н_вс=5 м);

Н_наг – высота нагнетания, м (Н_наг=15 кПа)

м.

Потери напора h, м, определим по формуле:

, м

где h_т – потери напора на преодоление трения в трубопроводе

, м

где l - коэффициент гидравлического сопротивления.

Для чугунных и стальных труб l=0,02 [5];

g – ускорение свободного падения, м/с²;

L – длина участка, м

Увеличиваем h_т на 8%:

Выбор водоподъемного оборудования

Необходимую производительность водоподъемного оборудования определяем исходя из максимального расхода воды в сутки по формуле:

, м³/час

где Т_н – продолжительность работы насоса в течении суток. Рекомендованное значение Т_н£14÷16 часов [4];

м³/час.

Расчетная мощность, потребляемая приводом водяного насоса определяется по формуле

, кВт

где h_н – кпд насоса (h_н=0,25);

h_т – кпд трансмиссии (h_т=0,85)

кВт

Исходя из расчета принимаем вихревой насос 1,5К-6, подача Q_п=2,7…6 м³/час, полный напор Н=0,26 МПа, частота вращения двигателя n=2900 мин^-1, мощность двигателя N_дв=1,5 кВт, кпд=30%.

Расчет водонапорного сооружения

Общая емкость резервуара водонапорной башни определяется по выражению:

, м³

где V_p – рабочий объем, м³

м³

V_з – объем воды, необходимый для накопления аварийных и пожарных запасов, м³

, м³

где V_ав – аварийный объем, м³,

V_пож – пожарный запас, м³ (V_пож=6 м³)

м³

V_п – пассивный объем, м³ (V_п=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 5×10⁴ Па. Уровень воды в поилке поддерживается автоматически.

3. Техническое обслуживание оборудования проектируемой ПТЛ

Под техническим обслуживанием оборудования (ТО) следует понимать совокупность мероприятий, обеспечивающих необходимую надежность и требуемую работоспособность машин и оборудования в период их использования.

В качестве системы ТО выбираем планово – предупредительную систему, так как она обеспечивает работоспособность машин и оборудования в течении всего периода их эксплуатации.

В качестве вида ТО принимаем вид ТО, который выполняется силами хозяйства. Обслуживающий персонал при этом операторы, слесари, мастера наладчики. Работы выполняются на постах ТО.

3.1 Организация ТО

Основная задача технического обслуживания машин и оборудования животноводческих ферм и комплексов – обеспечение высокоэффективного использования средств электрификации и механизации за счет качественного и своевременного проведения технических обслуживаний, рационального использования запасных частей, материалов, обменного фонда узлов и агрегатов. Контроль состояния оборудования и выполнение всех операций технического обслуживания осуществляется службой технического обслуживания.