1.7. Механизация уборки помещений
На крупных животноводческих комплексах в сутки накапливается огромное количество навоза (100…500 т), который необходимо удалить, а затем обеспечить соответствующее его хранение, переработку и использование в качестве удобрения, выполняя требования по охране окружающей среды.
В зависимости от системы содержания животных и способа удаления навоза последний получают густым или жидким.
Примерное количество навоза в кг, выделяемое животными за сутки, определяют по формуле:
Qcут. = m∙(qт + qж + В + П),
где m – количество голов в половозрастной группе, гол;
qт – количество твердых экскрементов, выделяемых одним животным в сутки, кг;
qж – количество мочи, выделяемое одним животным в сутки, кг;
В – суточный расход воды на голову при уборке помещения, л;
П – суточная потребность подстилки на одно животное в сутки, кг (в качестве подстилки принимаем опилки).
Суточный выход навоза на ферме от всего поголовья:
где
–суточный выход навоза от одной группы
животных, т;
n – число групп животных.
Qс =
При стойлово-пастбищном содержании животных выход экскрементов в пастбищный период следует принимать 50% от расчетного суточного значения, то есть:
Годовой выход навоза в т:
где Дст, Дп – продолжительность стойлового и пастбищного периодов, дней (Дст = 215 дней, Дп = 150 дней).
Зная точный выход навоза на ферме от всего поголовья и продолжительность его хранения, определяем площадь навозохранилища в м2:
где h – высота укладки навоза, м (h = 1,5…2,5 м);
Qc – суточный выход навоза на ферме от всего поголовья, кг;
Дхр – продолжительность хранения навоза в навозохранилище, дней;
ρ – плотность навоза, кг/м3 (для КРС ρ = 800…900 кг/м3).
На основе расчетов принимаем размеры типового навозохранилища: (количество и размеры хранилища)
К стационарным механизированным средствам удаления навоза относятся скреперные установки УС-10, УС-12, УСП-12, УС-15, УС-250, УС-Ф-170, ТС-1-2, ТС-1-5, транспортеры кругового движения КНП-10, ТСН-3,0Б, ТСН-2,0Б, ТСН-160А, гидрофицированная установка для транспортировки навоза УТН-10М, УСН-8, а также мобильный агрегат АМН-Ф-20 для уборки навоза из открытых навозных переходов шириной 1,8…3,0 м в животноводческих помещениях крупного рогатого скота с последующей передачей его на поперечный транспортер. Им очищают от навоза выгульные площадки.
Выбор и расчет средств для удаления навоза из помещения
В данном проекте примем систему удаления навоза скребковыми транспортерами кругового движения. Для этого в качестве навозоуборочного транспортера принимаем ТСН-160А. для примера сделаем расчет для коровника на 100 голов.
Фактическая подача транспортера в кг/с определяется по формуле:
(2.45)
где Т – общее время работы установки, с. оно зависит от числа включений (Куб) установки в сутки и времени (Тц) цикла уборки.
(2.46)
Тогда
(2.47)
Обычно Куб = 3…6 раз, а Тц = 20…60 мин.
В нашем случае: Qс = 114∙(35+15+10+6) = 7524 кг = 7,5 т.
Теоретическая подача транспортера в кг/с определяется по формуле:
(2.48)
где b – ширина канавки, м (0,3…0,4 м);
h – высота скребка, м (0,05 м);
v – скорость движения транспортера, м/с (0,17…0,20 м/с);
ρ – плотность навоза, кг/м3;
φ – степень заполнения канавки (0,5…0,6).
Qт = 0,4∙0,05∙0,2∙850∙0,5 = 1,7 кг/с.
Продолжительность работы транспортера в течение суток:
(2.49)
Общее сопротивление в Н, возникающее при перемещении навоза в канавке, определяем по формуле:
Р = Р1 + Р2 + Р3 + Р4,(2.50)
где Р1 – сопротивление от трения о дно канавки, Н
Р1 = G∙f∙g,(2.51)
где G – масса навоза в канавках транспортера, кг;
f – коэффициент трения покоя навоза о поверхность канавки (по металлической поверхности f= 0,85; по бетонной f = 0,99; по деревянной f = 0,97);
g – ускорение свободного падения, м/с2 (9,81 м/с2).
G = L∙b∙h∙ρ∙φ,(2.52)
где L – длина цепи транспортера, м.
G = 160∙0,4∙0,05∙850∙0,5 = 1360 кг; Р1 = 1360∙0,99∙9,81 = 13208,2 Н.
Р2 – боковое сопротивление от трения навоза о боковые стенки канавки, Н:
Р2 = Nб∙f,(2.53)
где Nб – нормальное давление на боковую стенку канавки, Н
Nб = (0,3…0,4)∙G∙g,(2.54)
Nб = 0,35∙1360∙9,81 = 4669,6 Н; Р2 = 4669,6∙0,99 = 4622,9 Н.
Р3 – сопротивление перемещению транспортера на холостом ходу, Н:
Р3 = qт∙L∙fпр∙g,(2.55)
где qт – масса одного погонного метра транспортера, кг;
fпр – приведенный коэффициент трения (0,4…0,5).
Р3 = 12∙160∙0,5∙9,81 = 9417,6 Н.
Р4 – сопротивление движению от заклинивания навоза между скребками и канавкой, Н:
(2.56)
где а – шаг скребков, м;
W – сопротивление одного скребка, Н. для соломистого навоза W=15 Н, а для экскрементов и торфяного навоза W=30 Н.
Р = 13208,2 + 4622,9 + 9417,6 + 10434,8 = 37683,5 Н.
Мощность электродвигателя на привод транспортера составит:
(2.57)
где η – КПД привода.
