14138 (Проектирование ферм и сельскохозяйственных комплексов), страница 3

Система парового отопления предусматривает использование сухого насыщенного пара. Из котельного агрегата пар по паропроводам поступает в отопительные приборы, где конденсируется, а образующийся конденсат возвращается по конденсатопроводам в котельную установку.

6) В зависимости от давления пара различают системы низкого (0,15...0,17 МПа) и высокого (0,18...0,47 МПа) давления.

7) По способу прокладки паро- и конденсатопроводов системы бывают с верхней и нижней разводкой. При верхней разводке паропровод расположен выше нагревательных приборов, а конденсатопровод ниже их. При нижней разводке как паропровод, так и конденсатопровод расположен ниже нагревательных приборов.

8) По способу возврата конденсата системы делят на замкнутые и разомкнутые. В замкнутых системах конденсат самотеком возвращается в котел, в разомкнутых конденсат сначала направляется в конденсатный бак, а оттуда перекачивается в котел.

9) По режиму работы системы бывают сухими, когда конденсат не полностью заполняет сечение трубопровода, и мокрыми, когда все сечение трубопровода заполнено конденсатом.

10) По конструктивным признакам системы парового отопления делят на одно- и двухтрубные. Предпочтительными с точки зрения снижения шума при работе и предотвращения гидравлических ударов являются двухтрубные системы с верхней разводкой. В таких системах пар и конденсат движутся в основном в разных трубопроводах, а на вертикальных участках - в одном направлении. Это способствует снижению шума при работе и предотвращению гидравлических ударов в трубопроводах. При нижней разводке в вертикальных стояках пар движется снизу вверх, а образующийся конденсат - сверху вниз, что служит дополнительным источником шума и гидравлических ударов при работе системы.

2.5 Расчёт производственной линии кормов

2.5.1 Общий расчёт

В большинстве случаев корма перед скармливанием требуют предварительную обработку в кормоцехах с целью повышения вкусовых и питательных свойств отдельных компонентов кормов и получения однородной кормовой смеси, что значительно упрощает механизацию, а в отдельных случаях и автоматизацию производственного процесса раздачи кормов животным. Годовая потребность кормов на ферме или комплексе определяется, исходя из суточного рациона и длительности периода кормления данным видом корма.

Суточный грузопоток G_сут (т), связанный с транспортировкой кормов на животноводческой ферме, равен:

G_сут = q₁∙m' + q₂∙m' + q₃∙m' +…+ q_n∙m',

где q₁, q₂, q₃…q_n - масса отдельных видов кормов, входящих в суточный рацион одного животного; m' - количество животных отдельной группы на животноводческой ферме.

Принимаем q₁=8 кг - силос, q₂=6 кг - сенаж, q₃=4 кг - свекла, тогда

G_сут = 0.008 ∙ 800 + 0.006 ∙ 800 + 0.04 ∙ 800 = 14.4 т

Суточный грузооборот на ферме Q_сут (т. км), зависящий от поголовья животных по видам и возрастным группам, суточного рациона, плана размещения производственных построек и складов на территории фермы, кратности кормления, определяется по формуле:

Q_сут = m' (q₁ ∙ L₁ + q₂ ∙ L₂ +...+ q_n ∙ L_n),

где qn - масса отдельных видов кормов, т; L_n - длина пути перемещения каждого вида кормов, км.

Q_сут = 800 ∙ (0.008 ∙ 0.05 + 0.006 ∙ 0.2 + 0.004 ∙ 0.2) = 11.68 т. км

Массу кормов, потребных для животноводческой фермы в течение года, год (т), можно определить из условия потребности отдельных видов кормов, длительности стойлового периода и кормления животных на ферме в летнее время (зеленые подкормка):

G_год = G_сут ∙ Д_кф,

где G_сут - масса всех видов кормов, входящих в суточный рацион (грузопоток), т; Д_кф - длительность периода кормления животных в течение года на ферме, сут.

G_год = 14.4 ∙ 365 = 5256 т

Зная суточный грузооборот по отдельным половозрастным группам животных и продолжительность перемещения отдельных видов кормов в зависимости от расстояния, вида транспортных средств и кратности кормления, определяют часовой грузооборот Qг (т км/ч);

Q_г = m' (q₁ ∙ L₁ / τ₁ + q₂ ∙ L₂ / τ₂ + 0... + q_n ∙ L_n / τ_n),

где τ₁, τ₂… τ_n - продолжительность перевозки данного вида кормов, ч.

Q_г = 800 ∙ (0.008 ∙ 0.05/ 0.08 + 0.006 ∙ 0.2 / 0.07 + 0.004 ∙ 0.2/ 0.1) = 241.143 т км / ч

Далее определяют количество транспортных средств:

n = Q_ч / (V ∙ ρ ∙ z ∙ L_ср)

где V - вместимость кузова транспортных средств, м³;

ρ -плотность кормов, т / м³;

z - число рейсов за 1 час;

L_ср - длина пути перевозки кормов, км.

Число рейсов определяют по формуле:

z = 60 / (τ_р + τ_х + τ_п + τ_раз),

где τ_р - время движения транспортных средств с грузом, мин;

τ_х - время движения без груза, мин;

τ_п - продолжительность погрузки кормов, мин;

τ_раз - продолжительность разгрузки кормов, мин.

Продолжительность простоя под погрузкой:

τ_п = V ∙ ρ / Q_п,

где V - вместимость кузова транспортных средств, м³ - для 2-ПТС-4-887А с надставными бортами = 11 м³;

ρ -плотность загружаемых кормов, т / м³;

Q_п - производительность погрузочных средств, т/мин (Для ПСК - 5.0 = 5 т/ч).

τ_п = 11 ∙ 0.7 / (5 / 60) = 92.4 мин

z = 60 / (40 + 7 + 92.4 + 10) = 0.401

n = 241.142857142857 / (11 ∙ 0.7 ∙ 0.401 ∙ 0.15) = 520.653

2.5.2 Линия корнеклубнеплодов

Определяют необходимую пропускную способность линии (т/ч):

Q_кп = G_раз / τ,

где G_раз - масса корнеклубнеплодов на разовую дачу, т;

τ - допустимая продолжительность переработки и хранения корнеклубнеплодов.

Необходимое количество измельчителей корнеклубнеплодов определяют:

n_изм = Q_к.п. / Q_изм

где Q_изм - производительность шнековой мойки-измельчителя, т/ч

Q_изм = 47·(D² - d²)·S· ρ ·n·ψ₁· ψ₂,

где D - диаметр винта шнека;

d - диаметр вала шнека;

S - шаг винта;

ρ -плотность корнеклубнеплодов, т / м³;

n - частота вращения вала шнека, мин^-1;

ψ₁- коэффициент заполнения рабочего пространства шнека;

ψ₂ - коэффициент учитывающий влияние угла наклона шнека к горизонту.

Q_изм = 47·(0.4² - 0.08²)·0.4·0.7·180·0.4·0.44 = 64.037 т/ч

n_изм = 0.8 / 64.037 = 0.0125

Полученную расчетную пропускную способность сравнивают с паспортной и выбирают марку мойки-измельчителя корнеклубнеплодов шнекового типа ИКМ-5.

Транспортировку корнеклубнеплодов производится скребковыми, шнековыми, ковшовыми, ленточными транспортерами.

2.5.3 Линия силоса и сенажа

Определяют продолжительность одного рабочего цикла τ_ц (ч):

τ_ц = V / Q_фп,

где где V - объем массы, срезаемой за один рабочий цикл, м³

Q_фп - объемная производительность (м³/ч) погрузчика ПСК-5

V = h·b·H·k_н,

где h - глубина фрезерования (м), примерно равная половине диаметра фрез барабана, т.е. h = 0.2

b - длина фрез барабана, м;

Н - высота бурта, м;

k_н - коэффициент, зависящий от высоты бурта.

V = 0.2 ∙ 1.02 ∙ 2.5 ∙ 0.75 = 0.383 м³

τ_ц = 0.383 / 7.14 = 0.054 ч

2.6 Технология механизированной уборки, удаления и утилизации навоза

2.6.1 Общий расчёт

Технология уборки навоза зависит от вида скота, системы содержания и др. На фермах крупного рогатого скота в зависимости от количества вносимой подстилки получают навоз влажностью от 81 до 87% или жидкий, бесподстилочной влажностью 88% и выше и на свиноводческих фермах - жидкий навоз.

Технологический процесс уборки и удаления навоза на фермах состоит из следующих основных операций: уборки в стойловых помещениях, транспортирования к местам хранения или переработки, хранения и утилизации навоза.

Подсчитывают суточный выход навоза G_сут (кг) на ферме по формуле:

G_сут = m(q_n+q_м+q_в+q_п),

где q_n - среднесуточное выделение твердых экскриментов одним животным, кг;

q_м - среднесуточное выделение жидких экскриментов одним животным, кг;

q_в - среднесуточный расход воды на смыв навоза на одного животного, кг;

q_п - среднесуточная норма подстилки на одного животного, кг;

m - количество животных на ферме.

G_сут = 800 ∙ ( 13 + 4 + 23 + 5) = 36000 кг

Годовой выход навоза G_год (т):

G_год = 1/ 1000 (G_сут · τ_ст),

где τ_ст - продолжительность стойлового периода

G_год = 1/ 1000 ( 36000 ∙ 365) = 13140 т

Зная суточный выход навоза на ферме от всего поголовья и продолжительность его хранения, определяют площадь навозохранилища (м²):

F_х = (G_сут ∙ Д_хр / ρ) / h,

где F_х - площадь навозохранилища, м²;

h - высота укладки навоза, h = 1,5…2,5 м;

G_сут - суточный выход навоза на ферме от всего поголовья, кг;

Д_хр - продолжительность хранения навоза в навзохранилище, сут;

ρ- плотность навоза, кг/м³.

F_x = ( 36000 ∙ 182 / 900) / 2 = 3640 м²

2.6.2 Расчет лотковой самотечной системы удаления навоза

При бесподстилочном содержании животных применяют гидравлические системы удаления навоза, так как механические средства имеют недостаточную эксплуатационную надёжность, большую металлоёмкость, высокие эксплуатационные расходы.

Заглублённые каналы гидравлических систем сверху перекрывают щелевым полом из решеток. Применение щелевого пола позволяет содержать животных в чистоте, улучшить санитарные условия и уменьшить затраты труда на очистку помещений от навоза.

При лотково-отстойной системе удаление навоза из лотков осуществляется под действием силы тяжести и дополнительного смыва водой. Она рекомендуется для применения на мелких фермах. Система состоит из продольных лотков-каналов, поперечного канала, наружного самотёчного навозопровода и навозосборника. На каждый ряд станков или стойл предусматривается продольный канал с полукруглым дном R = 15 см и шириной по верху 60...70 см (для свиней) и 70...80 см (для КРС).Длина навозного канала Lк (м):

L_к = m·b + ΔL,

где m - число животных, расположенных вдоль навозного канала; b - ширина стойла, м; ΔL - длина канала, выходящего за пределы стойла, м.

L_к = 100 ∙ 1.2 + 0.9 = 110.9 м

Минимальная глубина h_min (м) канала в головной части, которая требуется для нормального самосплава массы:

h_min = (h - z) + h₁ + h₂ + h₃,

где h - высота порожка h = 0,10…0,12 м;

z - разность отметок начала и конца канала, z = (0,005…0,006) L_к м;

h₁ - минимальная начальная глубина потока, при которой возможно движение вязко-пластичной массы навоза по каналу, h₁ = 0,015 L_к м;

h₂ - толщина слоя жидкости над порожком (при влажности навоза 86…92 %, значение h₂ = 0,05…0,1 м);

h₃ - минимально допустимое расстояние от наивысшего уровня массы в начале канала до щелевого пола над каналом, h₃ = 0,25…0,35 м.

h_min = (0.11 - 0.60995) + 1.6635+ 0.07 + 0.3 = 1.53355 м

Объемный расход навозного канала (м³/ч):

Q = 3600·F·V_ср,

где F - площадь поперечного сечения слоя массы над порожком, м²;

V_ср - средняя скорость навозной массы в канале, V_ср = (8,3…30)·10^-3 м/с.

Площадь поперечного сечения канала определяют:

F = b·h₂,

где b = 0,8…1,2 м - ширина канала самотечной системы.

F = 1 ∙ 0.07 = 0.07 м²

Q = 3600 ∙ 0.07 ∙ 20 ∙ 10^-3 = 5.04 м³/ч