Вибір калорифера для обігрівання приміщення

Для повітряного опалення тваринницьких приміщень широко застосовують пароводяні калорифери. Тепло, яке поступає від калорифера, повинно компенсувати дефіцит тепла в тваринницькому приміщенні, визначеного по формулі 4.23. Виходячи з цього, кінцева температура повітря, яке виходить з калорифера в приміщення, визначається за формулою:

, ⁰С /4.27/

де t₃ - розрахункова зимова температура зовнішнього повітря, t₃ = -І5°С;

Q - дефіцит тепла, кДж/год /формула 4.23/;

C - питома теплоємність повітря, С = І кДж/кг°С;

n_B - кількість вентиляторів;

L_B - продуктивність вентилятора, м³ /год;(табл.25,26),

- густина повітря в приміщенні, кг/м³.

Визначаємо розрахункову площу живого перерізу по повітрю одного калорифера

, м² /4.28/

де - розрахункова площа живого перерізу калорифера по повітрю, м²,

- розрахункова масова швидкість повітря, кг/м²с.

Збільшення масової швидкості з однієї сторони веде до підвищення коефіцієнту тепловіддачі калорифера, з другої – до підвищення опору проходу повітря і відповідно збільшенню витрат на привід вентилятора. Економічно вигідною є масова швидкість в межах 7-10 кг/м² с.

По показнику вибираємо попередньо номер калорифера по табл.27. Пароводяні стальні пластинчасті, середньої моделі калорифера /КФС/ мають три ряди труб, а великої моделі /КФБ/ - чотири ряди.

Дійсна масова швидкість повітря Vq буде рівною:

, кг/м² с /4.29/

де f_д - дійсна площа живого перерізу по повітрю, м² (табл. 28).

Визначаємо швидкість води в трубах калорифера

, м/с /4.30/

де C_w - теплоємність води, кДж/кг⁰С, /С = 4.19 кДж/кг⁰С/,

-дефіцит теплоти в приміщенні, кДж/кг⁰С/,(див. формулу 4.23)

- густина води, кг/м³ / =1000 кг/м³/,

- температура на вході в калорифер і на виході з нього, ⁰С.

Приймаємо =95 ⁰С, = 75 ⁰С,

- площа перерізу вибраного калорифера по теплоносію, м². Коефіцієнт теплопередачі для калориферів типу КФС і КФБ приблизно визначається з умови

К= 60 +1,2V_q +100W, кДж/м² год ⁰С /4.31/

Фактичний тепловий потік, який передається калориферами повітрю, визначається за формулою:

, кДж/год /4.32/

де К - коефіцієнт теплопередачі, кДж/м² год ⁰С,(табл.24),

F - площа поверхні нагрівання вибраного калорифера, м² (табл. 28),

t₁ - середня температура теплоносія, ⁰С

, ⁰С

t₂ - середня температура повітря, яке нагрівається

, ⁰С

t_З - кінечна / кінцева / температура повітря калорифера, ⁰С /формула 4.27/.

t_З - розрахункова зимова температура зовнішнього повітря, ⁰С = -15⁰С.

Отримане значення Q_к повинно бути більшим не менше, ніж на 15 – 20 % розрахункової витрати /дефіциту/ тепла Q /формула 4.23/. Якщо ця умова не витримується, то застосовують калорифер більшої моделі /КФБ/, або ж другого номеру, або декількох калориферів, площа поверхні нагріву яких буде не менше

, м² /4.33/

де F_Н - площа поверхні нагрівання нового калорифера / або сумарна площа декількох калориферів /, м²,(табл.28)

F - площа поверхні нагрівання попередньо вибраного калорифера, м².

Результати розрахунку вентиляції і опалення тваринницького приміщення заносяться в зведену таблицю.

 

Технічна характеристика лінії мікроклімату

Найменування показників	Одиниці вимірювання
1. Поголів’я тварин	Голів
2. Розміри приміщення	м х м х м
3. Розрахунковий повітряобмін	м^3
4. Кількість витяжних шахт	шт.
5. Марка і кількість відцентрових вентиляторів	шт.
6. Марка і число пароводяних калориферів /чи др. установок/	шт.

 

5. ОРІЄНТОВНІ МЕТОДИКИ РОЗРАХУНКУ МЕХАНІЗОВАНИХ ОПЕРАЦІЙ ПРИ ПІДГОТОВЦІ ТА ПЕРЕРОБЦІ КОРМІВ

5.1. Розрахунок операцій по переробці соломи.

1. Визначаємо витрату соломи за добу с.доб.

, кг /5.1/

де q_ci - добова витрата соломи для різних груп тварин, кг;(табл 16,30)

- кількість тварин кожної вікової групи, голів.

2. Використовуючи генплан ферми, визначаємо відстань від кормоцеху до місця оберігання соломи L_C, км.

3. Вибираємо транспортний засіб для доставки соломи від скирди до кормоцеху, об’єм кузова якого \/тр (м³), (табл.16.2).

4. Вибираємо технічні засоби для відділення соломи від скирти і завантаження її в транспортний засіб.(табл.16.1).

5. Визначаємо час, необхідний для завантаження транспортного засобу,

, год /5.2/

де - густина соломи, т/м³ (табл.18);

К - коефіцієнт використання об’єму кузова, К = 0,7...0,8;

- продуктивність навантажувача, т/год.

, год /5.3/

де - глибина фрезування, м (табл.16.2)

- ширина фрезбарабана,

- висота скирти, м, можна приймати 6-8 м.,

τ_ц- тривалість робочого циклу, приймаємо 700-800с.

6. Визначаємо час одного рейсу транспортного засобу :

, год /5.4/

де - час завантаження транспортного засобу, год

- час руху з вантажем, км/год

- час руху без вантажу, км/год

_розв - час розвантаження / технічна характеристика транспортного засобу

7.Визначаємо кількість рейсів транспортного засобу за 1 год,

/5.5/

8.Розрахункова кількість соломи, яку необхідно перевезти за 1 годину зміни, буде

, т /5.6/

де - кількість робочих змін, =1; 2; 3;

_зм - тривалість зміни, _зм = 6 - 8 год;

- коефіцієнт використання робочого часу зміни, = 0,6 – 0,8;

9. Визначаємо необхідну кількість транспортних засобів,

/5.7/

10. Розраховуємо об’єм бункера – живильника соломи з розрахунку витрати соломи за 1 зміну з двократним запасом:

/5.8/

де - коефіцієнт використання бункера (об’ємного заповнення) = 0,6...0,7;

- об’ємна маса соломи, кг/м³ (табл..18).

11. Вибираємо стаціонарний бункер – живильник, або мобільний кормороздавач (табл. 16.3)

12. Вибираємо подрібнювач соломи (таб. 16.1), продуктивність якого буде відповідати умові

/5.9/

де - коефіцієнт нерівномірності роботи подрібнювача, = 0,8...0,85.

Якщо дана умова не витримується, визначаємо кількість подрібнювачів /5.10/

13. Вибираємо технічні засоби (табл.. 16.1) для дозованої подачі подрібненої соломи до змішувача, при цьому повинна бути витримана умова

/5.11/

де - продуктивність транспортера, шнека або бункера – дозатора, т/год;

- коефіцієнт змінної нерівномірності роботи транспортера, =0,8...0,9.

14. При запарюванні подрібненої соломи визначаємо загальну місткість запарників V₃, м³

, м³ /5.12/

де К - кратність дачі запареної соломи, К=2-3;

- густина подрібненої соломи, кг/м³ (таблиця 18);

К₃ - коефіцієнт об’ємного заповнення, для соломи К₃ –0,6...0,7. 15.

15. Визначаємо необхідну кількість запарників :

/5.13/

де - паспортна місткість вибраного запарника, (табл. 16.4)

16. Розраховуємо необхідну кількість пари для запарювання соломи

, кг /5.14/

де - питома витрата пари для соломи, (табл.29)

17. Вибираємо котел – пароутворювач (табл. 16.5), продуктивність якого буде відповідати умові:

/5.15/

де - продуктивність котла по парі, кг/год.

 

5.2. Лінія коренебульбоплодів

1. Визначаємо добову витрату коренебульбоплодів Q к.доб.

, /5.16/

де q_кі- добова витрата коренебульбоплодів для різних груп тварин (табл. 16), кг

- кількість тварин кожної вікової групи.

2. З генплану визначаємо відстань від місця зберігання коренебульбоплодів до кормоцеху, L_к, (км)

3. Вибираємо транспортний засіб для перевезення коренебульбоплодів місткістю \/т, м³ (табл.. 16.2).

4. Вибираємо технічні засоби для навантаження коренебульбоплодів в транспортний засіб,.

5. Визначаємо час одного рейсу транспортного засобу , год.

год, /5.17/

де - час на завантаження транспортного засобу,

, год, /5.18/

K - коефіцієнт використання об’єму транспортного засобу, К = 0,8 – 0,9;

- об’ємна маса коренебульбоплодів, т/м³ (табл.. 18);

- продуктивність завантажувача, т/год,.

- об’єм кузова транспортного засобу, м³.

- час руху транспорту з вантажем

; V_Тр = 4 - 6 км/год;

- час руху транспорту без вантажу:

= 5 - 10 км/год;

- час розвантаження /визначають з технічних характеристик транспортного засобу/, становить 5-10 хв.

6.Визначаємо кількість рейсів за 1 годину:

/5.19/

7. Розраховуємо кількість коренебульбоплодів, яку необхідно перевезти за 1 год. зміни

,т/год /5.20/

де - кількість змін;

- тривалість зміни =6-8 год/;

-коефіцієнт використання зміни = 0,6 – 0,8.

8.Визначаємо необхідну кількість транспортних засобів,

/5.21/

де - густина /об’ємна маса/ коренебульбоплодів, т/м³ (табл.18).

9.Так як коренебульбоплоди готуються окремо перед кожним згодовуванням, добовий раціон розподіляється на окремі видачі при дворазовій годівлі і ;

при триразовій годівлі.

Продуктивність лінії коренебульбоплодів визначається з максимальної їх погреби для одного годування по формулі:

, т/год /5.22/

де - допустимий час переробки коренебульбоплодів, =2 год,

10.Вибираємо подрібнювач коренебульбоплодів (табл. 16.6), продуктивність якого відповідала б умові

/5.23/

Якщо дана умова не витримується, визначаємо потрібну кількість подрібнювачів.

/5.23/

де - коефіцієнт змінної нерівномірності, = 0,7...0,8.

11.Вибираємо дозатор для подачі подрібнених коренебульбоплодів до змішувача,.

Рекомендований розрахунок дається для машин, які перед подрібнюванням коренеплоди миють.

 

5.3. Лінія переробки силосу /сінажу/

І.Визначаємо добову витрату силосу /сінажу/

, кг/5.24/

де q_ci - добова витрата силосу для різних груп тварин, кг /табл..16/.

- кількість тварин кожної вікової групи, голів.

2. З генплану ферми визначаємо відстань від кормоцеху до місця зберігання силосу, км.

3.Вибираємо транспортний засіб для доставки соломи від скирти до кормоцеху, об’єм кузова якого V_тр,(табл.. 16.2).

4.Вибираємо навантажувач силосу (табл. 16.1)

5.Визначаємо час одного рейсу транспортного засобу , год.

,год. /5.25/

де - час на завантаження транспортного засобу, год

, год /5.26/

де -густина силосу, т/м³ /табл..18/

К - коефіцієнт використання об’єму кузова, К = 0,85...0,9

- продуктивність навантажувача, т/год

, м3/год /5.27/

- об’єм маси, зрізаної за один робочий цикл, м³

/5.28/

де -глибина фрезування, стандартна, становить 0,2 м,

-довжина фрезбарабану, =1.02 м,

Н -висота бурту, можна приймати 3-5 м.

Кн - коефіцієнт, залежний від висоти бурту.

Висота бурту, м	до 1,25	до 2,5	до 3,75	до 5,0
Кн..	0,625	0,75	0,81	0,717

Тц - тривалість одного робочого циклу /год. приймаємо 3-8 хв.

- час руху транспортного засобу з вантажем, год.

, год /5.29/

де - відстань від кормоцеху до місця зберігання силосу /сінажу/;

- швидкість руху з вантажем, = 4 6 км/год;

- час руху транспортного засобу без вантажу.

= , год /5.30/

де - швидкість руху без вантажу, = 5 10 км/год;

- час розвантаження, становить до 30 хв.

6. Визначаємо кількість рейсів транспортного засобу за І годину, .

/5.31/

7. Визначаємо кількість силосу /сінажу/, яку необхідно перевезти за І годину зміни:

, т /5.32/

де - кількість робочих змін, =1; 2; 3.

- тривалість зміни, = 6 8 год.

- коефіцієнт використання робочого часу зміни, = 0,6 0,8.

8. Визначаємо необхідну кількість транспортних засобів, .

/5.33/

9. Визначаємо необхідну пропускну здатність лінії силоса / сінажа / в кормоцеху , т/год.

, т/год /5.34/

де – кількість робочих змін, = 1; 2; 3.

10. Вибираємо стандартний бункер – живильник (табл. 16.3) силоса / сінажа / з умови

/5.35/

де q_бж - продуктивність вибраного транспортера, т/год.

- коефіцієнт змінної нерівномірності, α = 0,7 – 0,8.

11. Вибираємо транспортний засіб для подачі силоса / сінажа / (табл.16.2) до лінії змішування з умови:

/5.36/

де - продуктивність вибраного траспортера, т/год.

- коефіцієнт, - = 0,7 – 0,8.

 

5.4. Лінія концентрованих кормів

1. Визначаємо витрати концентрованих кормів на добу по фермі:

, кг /5.37/

де - добова витрата концкормів для різних груп тварин, (табл.. 16) кг;

- кількість тварин кожної вікової групи, шт.

2. Використовуючи генплан ферми, визначити віддаль від кормоцеху до складу фуражного зерна в км.

3. Вибрати транспортні засоби для підвезення фуражного зерна від складу до кормоцеху, з об’ємом ./м³/.(табл.16.2)

4. Вибрати технічний засіб для навантаження фуражного зерна в транспортний засіб. (табл.16.1)

5. Визначаємо час одного рейсу транспортного засобу рейсу, год.

, год. /5.38/

де - час навантаження транспортного засобу

, год. /5.39/

де - коефіцієнт використання об’єму транспортного засобу, К = 0,8...0,9;

₃ - об’ємна маса зерна, т/м³, (табл. 18).

- продуктивність завантажувального засобу, т/год; (табл.16.1)

- час руху транспорту з вантажем;

/5.40/

- час руху транспорту без вантажу,

км/год /5.41/

- час розвантаження / визначають з технічних характеристик транспортного засобу /.

6. Визначаємо кількість рейсів транспортного засобу за 1 годину,

/5.42/

7. Розрахункова кількість зерна, яке необхідно перевезти за І годину зміни, дорівнює:

/5.43/

де - кількість робочих змін, = 2 3;

- тривалість робочої зміни, = 6 8 год.;

Кзм - коефіцієнт використання робочого часу зміни, Кзм = 0,6 0,8.

 

8. Розраховуємо годинний вантажообіг /Ткм/год/ по транспортуванню зерна

, т км/год /5.44/

9. Визначаємо необхідну кількість транспортних засобів, - де - коефіцієнт об’ємного заповнення

/5.45/

де - коефіцієнт об’ємного заповнення, = 0,9

10. Розраховуємо місткість бункера – накопичувача кормоцеху для запасу на 2–3 зміни /м³ /.

/5.46/

де - коефіцієнт об’ємного заповнення, = 0,9

11. Знаючи , підібрати бункер по довіднику. (табл.16.3)

12. Вибрати подрібнювач, продуктивність якого відповідала б умові(табл.16.6):

/5.47/

де - тривалість зміни, год., =6…8 год.

Якщо ця умова не витримується, визначаємо кількість подрібнювачів:

/5.48/

5.5. Лінія змішування і видачі кормів

1. Визначаємо добову погребу в кормосумішах для годування основної групи тварин.

Q_{к.с.доб.} = q₁m + q₂m + q_im, кг/доб /5.49/

де - вага окремих компонентів корму, які входять в раціон однієї тварини, кг (табл.16);

- кількість тварин основної групи, голів.

2. Добова потреба в кормосумішах для тварин груп відтворення стада

, кг/добу /5.50/

, кг/добу /5.51/

3. Визначаємо сумарну добову потребу з кормо сумішах

,кг/добу /т/добу/ /5.52/

4. Визначаємо необхідну пропускну здатність лінії змішування і видачі .год.

; /5.53/

де - кількість робочих змін;

- коефіцієнт змінної нерівномірності.

- тривалість зміни, год.

5. Вибираємо стандартний змішувач кормів (табл.16.4) / безперервної дії або пропорційного/ з умови

/5.54/

де - продуктивність змішувача, т/год;

- коефіцієнт змінної нерівномірності α_змыни = 0,7 - 0,8

 

5.6. Лінія роздавання кормів

Стаціонарні кормороздавачі.

1. Визначаємо кількість стаціонарних кормороздавачів

/5.55/

де - необхідна кількість стаціонарних кормороздавачів;

- кількість тваринницьких приміщень на фермі;

- місткість одного приміщення, голів;

- кількість тварин, що обслуговується одним кормороздавачем. (табл.16.2)

Мобільні кормороздавачі

І.Визначаємо вантажопід’ємність мобільного кормороздавача /кількість корму, яку можна доставити і роздати за один рейс/:

, кг /5.56/

де - місткість бункера кормороздавача, м³; (табл.16.2)

- коефіцієнт заповнення бункера, β₃ = 0,8 - 1;

- щільність корму, кг/м³. (табл.18)

2. Визначаємо кількість циклів, що може виконати один кормороздавач за час роздавання:

/5.57/

де - допустимий час /тривалість/ роздавання кормів, год. / 1,5 - 2 год/;

- час, необхідний для виконання одного рейсу /циклу/ роздавання, год.

, год /5.58/

де - коефіцієнт, що враховує затрати часу на вимушені зупинки, розвороти тощо, К₀ = 1,1 – 1,2;

- час транспортування пустого кормороздавача до місця завантаження, год.

, год /5.59/

де - середня відстань від тваринницького приміщення до місця завантаження кормів, км;

- швидкість транспортування порожнього роздавача, км/год;

- час завантаження кормороздавача, год.

, год /5.60/

де q₃ - продуктивність завантаження, год. (табл.16.1)

- час транспортування завантаженого кормороздавача, год.

/5.61/

де - швидкість транспортування завантаженого кормороздавача, км/год;

t_Р- тривалість роздавання кормів

або ; /5.62/

де q_Р- продуктивність кормороздавача при роздаванні кормів у годівниці, кг/год; (табл.16.2)

- довжина тваринницького приміщення, км.

- швидкість переміщення кормороздавача при роздаванні корму, км/год. (табл.16.2)

Необхідна продуктивність кормороздавача становить:

, кг/год /5.63/

де - швидкість агрегату під час роздавання кормів у годівницю, км/год;

- погонна норма видачі корму, кг/м.

, кг/м /5.64/

де - разова норма видачі на одну голову, (табл.16) кг;

- змінність годівлі з одного головомісця K=1/ при прив’язному способі утримання, при інших К = 2 - 3 /;

В - ширина фронту годівлі однієї тварини /0,8-1,1 - для ВРХ 0,4 - 0,5м - для свиноматок, 0,2м - молодняку до двох місяців; 0,3 - 0,35м - свиней на відгодівлі/.

3.Визначаємо загальну кількість циклів /рейсів/ для годівлі всіх тварин

/5.65/

де - кількість корму для однієї годівлі

/5.66/

де - загальне поголів’я тварин на фермі.

4. Визначаємо необхідну кількість мобільних кормороздавачів

; /5.67/

Одержаний результат заокруглюють до цілого числа в бік збільшення.

 

6.МЕХАНІЗАЦІЯ ПРИБИРАННЯ ТА

ПЕРЕРОБКИ ГНОЮ

6.1 Визначаємо добовий вихід гною на фермі

, кг /6.1/

де - кількість тварин на фермі;

- середньодобове виділення твердих екскрементів однією твариною, кг;(табл..30)

- середньодобове виділення рідких екскрементів, кг;(табл. 30)

- середньодобова норма підстилки на одну тварину, кг;(табл. 30)

6.2.Річний вихід гною

,т /6.2/

де - добовий вихід гною під час випасного періоду,

- тривалість стійлового періоду, /200 - 220 діб/;

- тривалість випасного періоду, /145 - 165 діб/.

6.3.Визначаємо площу гноєсховища, яка повинна забезпечувати зберігання гною, що нагромаджується протягом зимового періоду /І20 - 200 днів/

, м² /6.3/

де - добовий вихід гною на фермі від усього поголів’я, кг.

- коефіцієнт, який враховує зменшення об’єму гною внаслідок його усадки та випаровування вологи =0,82;

D_зб- тривалість зберігання гною в гноєсховищі, діб (D_зб= 120 діб);

h - висота укладки гною, м (h=І,5 - 2,0 м);

- об’ємна маса гною, кг(м³ ) = 800-1070 кг/м³/.

 

6.4.Визначення продуктивності технологічних ліній та кількості технічних засобів.

6.4.І. Видалення гною механічними транспортерами.

1. Визначаємо кількість тварин , що обслуговуються однією стаціонарною установкою /скребковою, скреперною/ для видалення гною

/6.4/

де - кількість рядів стійл, що обслуговуються одним транспортером /установкою/. Скребкові транспортери колового та зворотно - поступального /штангові/ руху обслуговують два ряди стійл. Скреперні 2-4;

- робоча довжина ряду стійл у тваринницькому примі­щенні, м / за проектом/;

- ширина одного стійла, м /від виду та віку тварин/.

2. Визначаємо продуктивність технологічної лінії видалення гною , кг/с

; /6.5/

де - вихід гною від однієї тварини за одну добу, кг;

; /6.6/

- середньодобові виділення твердих екскриментів, кг,(табл..30);

- рідких, кг, (табл. 30);

- середньодобова норма підстилки на одну тварину, кг,(табл..30);

- кратність прибирання гною протягом доби, К =,2 – 5

- тривалість одного циклу виділення гною, с

/6.7/

де і - загальна довжина горизонтального та похилого транспортерів, м, відповідно 160 і 13м.;

і - швидкість переміщення транспортерів, м/с, відповідно 0.18 і 0.72 м.

3. Визначаємо загальну кількість скребкових /скреперних/ установок для ферми

/6.8/

де - кількість тварин на фермі, голів.

4. Час роботи одного транспортера протягом доби буде

/6.9/

де - тривалість одного циклу видалення гною, с;

К - кратність прибирання гною протягом доби, К = 2 – 5.

5. Загальна тривалість технологічного процесу видалення гною із тваринницьких приміщень

Τ₃ = Τ · n_у /6.7/

6. Кількість рейсів для доставки гною в сховище мобільними засобами /причепами/

/6.8/

7. Кількість рейсів , які може виконати один мобільний агрегат за час видалення гною:

/6.9/

де - тривалість одного рейсу мобільного агрегату, с

, /6.10/

де - тривалість холостого переїзду, с

/6.11/

де - відстань від гноєсховища до тваринницького приміщення, м;

- швидкість руху не завантаженого агрегату, м/с;

- тривалість завантаження причепа, , с

, с /6.12/

де - вантажопідйомність мобільного засобу;

- продуктивність скребко