Проект усовершенствования технологического процесса уборки навоза (стр. 8 из 11)

Определяем теоретическую производительность лопастного насоса по формуле:

, м3/с; (3.2)

где D2 – наружный диаметр колеса, м; D2 =0,52 м;

вн – ширина колеса насоса, м; вн =0,24 м;

Сгr – составляющая абсолютной скорости движения жидкости на выходе из рабочего колеса, м/с. (см. рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема скоростей лопастного насоса.

Определяем окружную (переносную) скорость на внутренней и внешней окружностях рабочего колеса по формуле:

, м/с; (3.3)

где n – частота вращения колеса, мин-1;

Ri – радиус колеса, м.

м/с.

м/с.

Определяем значение абсолютной скорости движения жидкости Сi и относительные скорости движения жидкости вдоль рабочего колеса

:

м/с,

м/с,

м/с;

м/с.

Значение составляющей абсолютной скорости движения жидкости на выходе из рабочего колеса определяем по формуле:

, м/с (3.4)

м/с.

Тогда

м3/с.

Теоретический напор определим по формуле:

, кПа; (3.5)

где g =9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.

кПа.

Определяем действительную производительность насоса по формуле:

, м3/с; (3.6)

где

– объёмный КПД насоса;

k – коэффициент, учитывающий уменьшение производительности насоса; k =0,0036.

Объёмный КПД рассчитываем по формуле:

животноводство навоз уборка

, (3.7)

где q – объёмные потери, м3/с q

0,8 м3/с;

Тогда

м3/с,

что составляет приблизительно 85 м3/ч.

Определяем критический диаметр навозопровода по формуле:

, м; (3.8)

где Reкр – критическое число Рейнольда; Reкр =3000 [7];

– везкость навоза (динамическая), Па ; =0,04 Па (табл.. 3.20 [7]).

м.

Принимаем диаметр трубопровода D=260 мм.

3.6 Энергетический расчёт

Мощность привода насоса рассчитываем по формуле:

, кВт; (3.9)

где

– полный КПД насоса, который рассчитываем по формуле:

, (3.10)

где

– гидравлический КПД, учитывающий гидравлические потери энергии, возникающие при движении жидкости через насос; =0,83.

– механический КПД, учитывающий потери, связанные с преодолением трения в элементах насоса.

– объёмный КПД, учитывающий утечки воды через зазоры и уплотнения в обход рабочего колеса; =0,89.

Механический КПД рассчитываем по формуле:

, (3.11)

где

– КПД подшипника качения; =0,99;

– КПД муфты; =0,98.

Тогда

кВт.

С учётом запаса мощности принимаем электродвигатель 4А132S4 с номинальной мощностью N=7,5 кВт и частотой вращения n =1500 мин-1

3.7 Прочностные расчёты

3.7.1 Расчёт вала на кручение

Определим крутящий момент на валу насоса по формуле:

, Н ; (3.12)

где

– угловая скорость вращения вала, с-1.

с-1 (3.13)

Н

Определим диаметр вала из условия прочности на кручение:

, МПа;

где Wp – полярный момент инерции, м3;

[

] – допускаемое напряжение на кручение;

Полярный момент инерции для сплошного вала определяем по формуле:

, м3; (3.15)

где d – диаметр вала, м.

Тога диаметр вала находим по формуле:

, м; (3.16)

м.

Принимаем диаметр вала d =30 мм.

3.7.2 Расчёт сварных соединений

Лопасти насоса крепятся к валу с помощью сварки (рис. 3.3).

Рис. 3.2. Схема крепления лопасти к основанию вала.

Проверим сварной шов на срез:

, (3.17)

где [τ]=90 МПа –допустимое напряжение на срез для сварного шва;

А – площадь швов, м2;

Р – усилие, действующее на лопасть, Н; Р=183,7 Н

Площадь швов определяем по формуле:

A=2l·δ·cos 45°, м2; (3.18)

где l – длина шва, м; l=0,24 м;

δ – толщина лопасти, м; δ=6·10-3 м

А=2·0,24·6·10-3·cos 45°=2,04·10-3 м2

Тогда

=9,02·104 Па

Прочность шва обеспечена, поскольку τmax<[τ], то есть 0,09 МПа<90 МПа

3.8 Эксплуатация и техническое обслуживание фекального насоса

В процессе эксплуатации лопастного фекального насоса проводят ежедневное техническое обслуживание (ЕТО) и периодическое техническое обслуживание (ТО-1).

При ЕТО проверяют крепление насоса к раме, его заземление. Снимается защитный кожух вала привода насоса и проверяется исправность и целостность муфт.

В конце работы насос очищается от остатков навоза и устраняются замеченные неисправности.

При периодическом ТО-1, кроме операций ЕТО, проверяют целостность и наличие смазки подшипника, проверяют надежность крепления крыльчатки к валу и целостность лопаток крыльчатки. При обнаружении неисправностей их устраняют.

При сезонном техническом обслуживании промывают водой рабочие органы насоса; детали смазывают отработанным маслом; снимают муфты и крыльчатку; проверяют состояние манжет и подшипников; затем проверяют состояние электродвигателя и производится необходимый ремонт или отправляется для ремонта в мастерскую. И в заключение необходимо обновить окраску.

4. ОХРАНА ТРУДА

4.1 Безопасность труда на свиноферме

Свиноферма СООО “Украина” (генеральный план представлен на листе 2 графической части) рассчитана на 2000 голов откормочного поголовья.

Генеральный план СТФ выполнен в соответствии со ДБН Б 2.4-95 «Генеральні плани сільськогосподарських підприємств. Норми проектування». Ферма находится с подветренной стороны от ближайшего населённого пункта на расстоянии около 2 км. По рельефу участок фермы находится ниже посёлка.

Здания на свиноферме отвечают требованиям технологического процесса и построены в соответствии с габаритными размерами оборудования. В состав фермы входят основные и вспомогательные здания для содержания животных, здание ветеринарного назначения, кормоцех.