2.4. Расчет отопления

При создании оптимального температурно-влажностного режима внутри жи­вотноводческого помещения используют местное (печное) и центральное отопле­ние. Центральное отопление по теплоносителю делится на водяное, паро­вое и воздушное.

Для создания оптимального микроклимата в животноводческом помеще­нии следует соблюдать условие, выраженное уравнением теплового баланса:

Тогда количество тепла, подаваемого в помещения в течение часа, вычисля­ется по уравнению теплового баланса (2.16):

где количество тепла, необходимое для отопления животноводческого поме­ще­ния, кДж/ч;

количество тепла, теряемое через ограждающие конструкции зда­ния (пол, потолок, стены, окна, ворота и двери), кДж/ч;

количество тепла, уносимое из помещения с вентилируемым возду­хом кДж/ч;

количество тепла, выделяемое животными, кДж/ч.

Потери тепла через ограждающие конструкции зданий определяются по формуле:

где коэффициент теплоотдачи материала i-вого ограждения, (см.Приложение 2, табл. 4);

площадь ограждающих конструкции, i-вого ограждения, м².

Количество тепла, уносимое вентилируемым воздухом находит­ся по выра­жению:

где плотность воздуха при заданной температуре, м³/ч; с-теплоемкость воз­духа, равная .

Количество теплоты, выделяемое животными:

где количество животных (птиц) i-той половозрастной группы, гол;

количество свободной теплоты, выделяемое i-тым животным, кДж/ч (см. прил. 2, табл.2).

Общую мощность электрокалориферов типа СФОА отопительно вентиля­ци­онной установки для расчетного помещения животных определяют по фор­муле:

к. п. д. калориферной установки, 0,8...0,94.

Число калориферов:

2.5. Расчет освещения

Нормальное освещение животноводческих помещений обеспечивается при соблюдении нормативов естественной и искусственной освещенности.

Естественное освещение оценивается световым коэффициентом, выражаю­щим отношение площади оконных проемов к площади пола помещения. Нормы освещенности животноводческих помещений даны (прил. 2, табл.4).

Расчет искусственного освещения животноводческого помещения произво­дится, используя метод удельной мощности.

Потребную мощность для искусственного освещения животно­водческого помещения определяется по формуле:

где удельная мощность, приходящаяся на единицу площади пола помеще­ния, Вт/м² (Приложение 2, табл. 4);

площадь пола помещения, м².

Количество осветительных ламп определить, приняв мощность одной лампы 75 Вт.

Количество осветительных ламп:

2.6. Расчет водоснабжения

Вода на животноводческих фермах расходуется на поение животных и про­изводственно-технические потребности.

Общий расход воды на ферме зависит от вида и поголовья животных, спо­соба их содержания, технологических операций, на которые расходуется вода, рас­хода воды на другие нужды. Для определения потребного количества воды необ­ходимо знать всех возможных потребителей с учетом перспективного плана разви­тия объекта водоснабжения и правильно устанавливать для них соответст­вующие нормы потребления.

Расход воды на фермах очень неравномерен как в течение года, так и в те­че­ние суток, поэтому в справочниках обычно приводятся среднесуточные нормы водопотребления за год (прил. 3, табл. 1).

Среднесуточный расход воды на ферме находят по формуле:

где число водопотребителей определенного вида, гол;

среднесуточные нормы водопотребления одним потребите­лем, .

Максимальный суточный расход воды:

где коэффициент суточной неравномерности потребления воды,

Максимальный часовой расход воды:

где коэффициент часовой неравномерности потребления воды, при наличии автопоения, без автопоения.

Секундный расход воды:

Диаметр трубопровода на общем вводе групп объектов водоснабжения фермы.

где скорость движения воды по трубам, м/с, м/с.

На основании разработанного генплана по теме курсового проекта водопро­водную сеть необходимо разбить на отдельные характерные участки.

Начальные и конечные точки каждого участка (узлы) обозначаются номе­рами по ходу движения воды.

Расчетный расход воды по каждому участку определится по формуле:

где транзитный расход воды на рассматриваемом участке, л/сут.; путевой расход воды, потребляемый на расчетном участке, л/сут.

Транзитным называется расход, прошедший без изменений от на­чала до конца расчетного участка.

Путевым называется расход, который был роздан потребителям по длине расчетного участка.

Путевой расход воды определяют по формуле:

где удельный расход воды на расчетном участке, ;

длина расчетного участка, м.

Удельный расход воды определяется по формуле:

где общая длина водопроводной сети, м.

Участок 3-4

Участок 1-3

Участок 1-2

Далее определяем диаметры трубопроводов на расчетных участках:

Участок 3-4

Участок 1-3

Участок 1-2

Диаметры труб принято обозначать в дюймах. В животноводческих водо­про­водах применяют трубы: 1 дюйм (26 мм); 1 ¼ дюйма (32 мм); 1 ¼ дюйма (38 мм); ½ дюйма (50 мм); 2 ½ дюйма (70 мм); 3 дюйма (80 мм). Поэтому вычислен­ные диа­метры трубопроводов следует ок­руглить до стандартных размеров в сто­рону уве­личения.

Согласно стандарту принимаем диаметры: , ,

Для того чтобы вода, забираемая из скважины, дошла до потребителей рас­положенных на той или иной высоте, необходимо создать определенное давле­ние в сети. Одним из основных параметров, определяющих работоспособность системы, является высота водонапор­ной башни, которая определяется по фор­муле:

где избыточное давление в сети,

потери давления при движении воды в трубе от башни до потреби­теля, .

Общее давление, которое должен развивать насос для необходимой подачи воды, определится по формуле:

где расстояние от поверхности земли до уровня воды в скважинах, принима­ются по данным хозяйства или ориентировочно 30...40 м для зоны Ка­банского рай­она.

По максимальному часовому расходу воды и общему напору подбирается на­сос с соблюдением следующих условий: и

Расчетную мощность насоса определяют по выражению:

где масса 1 м³ воды, у = 1000 кг/ м³;

к.п.д. насоса (для погружных 0,8...0,9; для поршневых 0,5...0,6; для цен­тробежных 0,5...0,8; для вихревых 0,25...0,5).

Определяем расчетную мощность электродвигателя для привода насоса:

где запаса мощности, 1,1...1,5.

После этого по каталогу подбираем двигатель с соблюдением следующего условия:

По каталогу выбираем асинхронный двигатель: марка 4А100L; частота вра­щения – 2910 об/мин; мощность – 5,5 кВт;

После выбора насоса и электродвигателя необходимо определить вмести­мость бака водонапорной башни, которая зависит от величины объемной суточ­ной подачи воды на ферме, характера рас­ходования ее по часам суток и режима работы насосной станции:

Полученную вместимость бака водонапорной башни округляют до стан­дарт­ной 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60.

Вместимость бака принимаем

Длину водораспределительных труб по проектируемому объекту опреде­ляют из генерального плана фермы с учетом выбранного способа содержания животных внутри основных зданий.

Число и марку автопоилок определяют исходя из условия содержания жи­вотных и птиц, одновременно находящихся в основном здании.