151630 (594701), страница 5
Текст из файла (страница 5)
d1 - влагосодержание наружного воздуха
Влага выделяемая животными
W1=w·N=143·200=28600 г/ч (3.83)
где, w - влага выделяемая одним животным w=143 г/ч стр75 (л-1)
N-количество животных
Допустимое влагосодержание внутри помещения
d2=d2нас·φ2=9,4·0,8=7,52 г/м³ (3.84)
где, d2нас-влагосодержание насыщенного воздуха внутри помещения при оптимальной температуре +10ºС по табл.10.3 (л-2) d2нас=9,4 г/м³
φ-допустимая относительная влажность внутри помещения, по табл.10.2 (л-2) φ=0,8
Влагосодержание наружного воздуха.
d1=d1нас·φ=3,81·0,9=3,42 (3.85)
где, d1нас-влагосодержание насыщенного наружного воздуха
φ-относительная влажность наружного воздуха.
Т. к. сведений значений расчетной температуры и относительной влажности наружного воздуха нет то ориентировочно расчетную температуру наружного воздуха можно принять равной - 3ºС и при такой температуре d1нас=3,81 φ=0.9
Давление вентилятора.
Р=Рд+Рс=105,6+1154,9=1260,5 Па (3.86)
где, Рд и Рс - динамические и статические составляющие давления вентилятора.
Динамическая составляющая давления
Рд=ρ·V²/2=1,25·13²/2=105,6 кг/м³ (3.87)
где, ρ-плотность воздуха
V-скорость воздуха, м/с V=10…15м/с (л-1)
Определяем плотность воздуха.
ρ=ρ0/ (1+α·U) =1,29/ (1+0,003·10) =1,25кг/м³ (3.88)
где, ρ0-плотность воздуха при 0ºС ρ0=1,29 кг/м³ стр34 [л-1]
U-температура воздуха
α - коэффициент учитывающий относительное увеличение объема воздуха при нагревание его на один градус α=0,003 стр.35 [л-1]
Статическая составляющая давления.
Рс=l·h+Рм=66,8·1.8+1035,1=1154,9 Па (3.89)
где, Lh-потеря давления, затрачиваемое на преодоление трения частиц воздуха о стенки трубопровода.
l-длина трубопроводов, равная 66,6м
h-потери давления на 1 метр трубопровода, Па/м
Рм - потери давления затрачиваемое на преодоление местных сопротивлений.
Потери напора на 1 метре трубопровода.
h=64,8·V ·/d · (ρ/1,29) =64,8·13· /750 · (1,25/1,29) =1,8 Па/м (3.90)
где, V-скорость воздуха в трубопроводе, м/с
d-диаметр трубопровода
d=2·а·в/ (а+в) =2·1000·600/ (1000+600) =750 мм (3.91)
где, а и в стороны прямоугольного сечения трубопровода а=1000мм в=600мм (л-5). Потери напора в местных сопротивлениях.
Рм=Σξ·Рд=Σξ·ρ·U²/2=9,8·1,25·13²/2=1035 Па/м (3.92)
где, ξ-коэффициент местного сопротивления, Σξ=9,8 стр.75 (л-2)
Вентилятор подбираем по их аэродинамическим характеристикам. По наибольшему значению L и расчетному значению Р.
С учетом равномерного распределения вентиляторов в коровнике выбираем вентилятор Ц4-70 с подачей L=6000 м³/ч, при давлении 630 Па.
Ц4-70 N5 n=1350 об/мин η=0,8
Определяем число вентиляторов.
n=L/Lв=12000/6000=2 (3.93)
где, Lв - подача воздуха одним вентилятором.
Принимаем 2 вентилятора один из которых будет располагаться в начале здания другой в конце здания.
Масса воздуха проходящего через вентилятор.
m1=ρ·S·V=1,29·0,6·13=10 кг/с (3.94)
где, ρ-плотность наружного воздуха, ρ=1,29кг/м³ стр45 (л-1)
S-площадь сечения трубопроводов S=0,6м² стр45 (л-2)
Полезная мощность вентилятора.
Рпол=m1·V²/2=10·13²/2=845Вт (3.95)
Мощность электродвигателя для вентилятора.
Р=Q·Р/1000·ηв·ηп=1,6·630/1000·0,8·0,95=1,3 кВт (3.96)
где, Q-подача вентилятора Q=1,6м³
Р - давление создаваемое вентилятором Р=630Па
ηв-КПД вентилятора ηв=0,8
ηп-КПД передачи ηп=0,95, для ременной передачи стр80 (л-1)
Расчетная мощность двигателя для вентилятора.
Рр=Кз·Р=1,15·1,3=1,5 кВт (3.97)
где, Кз - коэффициент запаса Кз=1,15 стр80 (л-1)
Для вентилятора выбираем электродвигатель серии RA100L4 с Рн=1,5 кВт Iн=4А
Расчет калорифера.
Определяем мощность калорифера.
Рк=Qк/860·ηк=16191/860·0,9=20,9 кВт (3.98)
где, Q-требуемая калорифера, ккал/ч
ηк-КПД установки ηк=0,9
Теплопередачу установки находят из уравнения теплового баланса помещения.
Qк+Qп=Qо+Qв (3.99)
отсюда
Qк=Qо+Qв-Qп=114744+26047-124600=16191 ккал/ч
где, Qо - теплопотери через ограждения, ккал/ч
Qв-тепло уносимое с вентилируемым воздухом
Теплопотери через ограждения
Qо=ΣК·F· (Vп·Qм) =8·2049· (10-3) =114744 ккал/ч (3.100)
где, К-коэффициент теплопередачи ограждения, ккал/ч К=8 (л-2)
F-площадь ограждений, м² F=2049 (л-3)
Uп - температура воздуха, подведенная в помещение, Uп=+10ºС
Uн - расчетная температура наружного воздуха, Uнм=-3ºС
Тепло, уносимое с вентилируемым воздухом.
Qв=0,237·ν·V (Qп-Uм) =0,239·1,29·12171· (10-3) =26047 ккал/ч (3.101)
где, ν-плотность воздуха, принимаемая равной 1,29 кг/м³ стр.56 (л-1)
V - обьем обогащаемого воздуха за 1 час
V=Vп·Коб=4057·3=12171м³ (3.102)
где, Vп - объем помещения равный 4057м³
Коб - часовая кратность воздухообмена
Тепловыделение в помещение
Qп=g·N=623·200=124600 ккал/ч (3.103)
где, g-количество тепла выделяемого одним животным за 1 час, для коров весом до 500 кг g=623 ккал/ч стр89 (л-1)
N-число коров.
Считаем, что в каждую фазу включены по два нагревательных элемента.
Определяем мощность одного нагревательного элемента.
Рэ=Рк/μ·n=10,4/3·2=1,6 кВт (3.104)
где, n - число нагревателей.
μ - число фаз.
Рабочий ток нагревательного элемента
Iраб=Рэ/Uф=1,6/0,22=7,2 А (3.105)
где, Uф - фазное напряжение.
Принимаем 6 ТЭН мощностью 2 кВт: ТЭН-15/0,5 Т220
Принимаем 2 калорифера СФОЦ-15/0,5Т один из которых устанавливаем в начале комплекса другой в конце
Таблица 3.7. Технические данные калорифера.
| Тип калорифера | Мощность калорифера, кВт | Число секций | Число нагревателей |
| СФОЦ-15/0,5Т | 15 | 2 | 6 |
3.8 Выбор (описание) холодного и горячего водоснабжения
3.8.1 Выбор оборудования
При автоматизации водоснабжения значительно сокращаются затраты на подачу воды потребителям и улучшаются условия труда обслуживающего персонала. Проанализируем водоподъемные установки и выберем наиболее подходящую.
Водоподъемная установка ВУ-5-3ОА.
Предназначена для водоснабжения животноводческих ферм и т.д. с учетом потреблением воды 75…. .90 м3.
В качестве водоисточников могут использоваться шахтные колодцы, открытые и закрытые водоисточники, скважины диаметром не менее 150 мм и динамическим уровнем воды не более 5 м.
Основные узлы: вихревой консольный насос ВК-2/26, гидроаккумулятор, система управления. Станция управления совместно с реле давления обеспечивает работу установки в автоматическом режиме, защиту от токов короткого замыкания, технологических перегрузок и перегрузок, вызванных потерей напряжения в одной из фаз питающей сети, ручное управление работой установки.
Установка снабжена предохранительным клапаном, предназначенным для сброса воды из трубопровода при повышении давления в гидроаккумуляторе выше 0,45 мПа. Водоподъемная установка ВУ-5-ЗОА имеет степень снижения затрат труда 33,3 и эксплуатационные издержки 27,17%.
Водоподъемная установка ВУ-10-ЗОА.
назначение аналогично ВУ-5-ЗОА и водоисточник тоже.
Основные узлы: два вихревых консольных насоса ВК-2/26, все остальные узлы такие же, как и у ВУ-5-ЗОА. Степень снижения затрат труда 27,3 и эксплуатационные издержки 17,47%.
Водоподъемная установка ВУ-16-28.
Предназначена для водоснабжения животноводческих ферм, жилых зданий, учреждений, суточная потребность которых не превышает 190 м3.
Требования к источникам и скважин остаются стандартными.
Основные узлы: центробежный консольный насос 2К-20/30, два гидроаккумулятора вместимостью 0,3 м3, станция управления манометр.
Комплектация станции стандартная, в том числе и защита.
Предохранительный клапан срабатывает также выше 0,45 мПа.
Водоподъемная установка ВУ-10-80.
Назначение аналогично, с суточным потреблением до 150 м3. Водоисточник аналогичен, динамический уровень воды до 60 м.
Основные узлы: электронасос ЭЦВ-10-80, гидроаккумулятор, станция управления. Работа станции и комплектация такая же.
Установка снабжена предохранительным клапаном, срабатывает при повышении давления в гидроаккумуляторе выше 0,45 мПа.
Достоинства конструкции ВУ-10-80 это простота обслуживания, малые габаритные размеры, хорошая монтажная пригодность, надежность работы автоматики, наличие в гидроаккумуляторе разделяющей диафрагмы между водой и воздушной подушкой, что препятствует насыщению воды воздухом. Также можно отнести сюда и достоинство это стоимость подачи воды этими установками в 1,5…2 раза меньше, чем водонапорными башнями.
К недостаткам можно отнести лишь то, что пневматические безбашенные водоподъемные установки могут применяться только при бесперебойном электроснабжении, т.к запас воды в пневмоаккумуляторе мал. (Белянчинков; Смирнов)
Водоподъемник винтовой 1ВЭ-20/3.
Предназначен для водоснабжения животноводческих ферм, пастбищ из шахтных колодцев и скважин с обсадными трубами диаметром не менее 6″ уровнем воды в водоисточнике не менее 700 мм.
Основные узлы: насос, трансмиссия, водоподъемные трубы, электродвигатель, колонка, сливной патрубок.
Одновинтовой насос объемного действия состоит из хромированного однозаходного левого винта с эксцентриситетом 10,8 и шагом 72 мм, корпуса и приемника, навинчивающегося на нижний конец корпуса. В приемнике расположен клапан, удерживающий воду в трубах, находящихся ниже сливного устройства.
Верхняя крышка насоса соединяет его с колонной водоподъемных труб.
Трансмиссия водоподъемника выполнена из валов длиной 1,5 и 1 м, резиновых подшипников и соединительных муфт.
Колонка, предназначена для крепления насоса с водоподъемными трубами и трансмиссией на раме и передачи крутящего момента от электродвигателя, состоит из корпуса, шкива, трубчатого и ведущего валов, мало удерживающие трубки.
Привод органов водоподъемника от асинхронного короткозамкнутого электродвигателя.
Обслуживает рабочий.
Башни водонапорные стальные БР-15У; БР-25У и БР-50У
Предназначены для применения в системах сельскохозяйственного водоснабжения, а также в водопроводах населенных пунктах и небольших предприятиях.
Каждая водонапорная башня сварена в виде ствола и бака, которые в период эксплуатации постоянно заполнены водой.
Башни не отапливаемые, снабжены на внутренних стенках баков скобами, удерживающими образующуюся зимой ледяную малотеплопроводную рубашку, являющуюся теплоизоляцией. Используются также эффект выделения скрытой теплоты льдообразования, вследствие чего темп намерзания слоя льда замедлен и к концу зимы не превышает 300мм. Башни рассчитаны на температуру воздуха до - 400 С.
При использовании станции автоматического управления типа ПЭТ и ШЭТ в баке башни устанавливают датчики верхнего и нижнего уровня воды.
Расстояние между ними образует высоту регулирующего объемом бака. Внутри бака имеется водоподъемная труба, которая выведена из башни в
нижней части ствола. Здесь же установлены смотровые люки и напорный трубопровод от водоподъемника.
Башни устанавливают на фундаменте, бетонированную площадку. Напорный и водозаборный трубопроводы вместе прохода их к башне утепляют.
К недостаткам бесшатровых башен можно отнести образование большого количества заледенения на стенках бака и ее сложность в установке, что приводит к большим затратам, также могут отказать датчики уровня воды.
Все проанализированные водоподъемные установки и их технические характеристики сводим в таблицу.
Таблица 3.8. Технические характеристики водоподъемных установок.
| показатели | Типы водоподъемных установок | ||||
| ВУ-5-30А | ВУ-10-30А | ВУ-16-28 | ВУ-10-80 | 1ВЭ-20/3 | |
| Тип | С т а ц и о н а р н ы й | ||||
| Подача, м3/ч | 7 | 14 | 22,5 | 10±0,4 | 5…6 |
| Напор, мПа | 0,29 | 0,29 | 28 | 80 | |
| Высота всасывания, м | 5 | 5 | 5 | 5 | До 30 |
| Гидроаккумулятор Вместимость, м3 | 0,3 | 0,3 | 2×0,3 | 0,3 | |
| Высота, мм | 1100 | 1100 | 1100 | 1100 | |
| Диаметр, мм | 915 | 915 | 915 | 915 | |
| Рабочее давление, мПа min max | 0,14 0,39 | 0,14 0,39 | 0,14 0,39 | 0,14 0,39 | |
| Установленная мощность, кВт | 3 | 6 | 3 | 3 | 1 |
| КПД,% | 22 | 20 | 43 | 41 | |
3.8.2 Определение мощности установки
Для расчета расхода воды учитывают вид, число, животных и индивидуальные нормы водопотребления. Кроме того, находят количество воды, требуемое для производственно-технических нужд и пожарной безопасности животноводческой фермы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
