Комплексная механизация животноводческой фермы - КРС

 

.3.1 РАСЧЁТ ПОТРЕБНОСТИ  В СРЕДСТВАХ УДАЛЕНИЯ НАВОЗА

От принятой технологии уборки и утилизации навоза существенно  зависит стоимость животноводческой фермы или комплекса и, следовательно, продукции.

 

.3.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ КОЛИЧЕСТВО  НАВОЗНОЙ МАССЫ ПОЛУЧАЕМОЙ ОТ  ОДНОГО ЖИВОТНОГО

 

G1 = ?(K + M) + П

где K, M - суточное выделение  кала и мочи одним животным,

П - суточная норма подстилки на одно животное,

? - коэффициент, учитывающий  разбавление экскрементов водой;

Суточное выделение кала и мочи одним животным, кг:

Дойные = 70,8кг.

Сухостойные = 70,8кг

Новотельные = 70,8кг

Нетели = 31,8кг.

Телята = 11,8

 

.3.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНЫЙ  ВЫХОД НАВОЗА С ФЕРМЫ

 

Gсут. =

 

mi - поголовье животных однотипной производственной группы; n - количество производственных групп на ферме ,

Gсут. = 70,8?263+70,8?45+70,8?42+31,8?42+11,8·21=26362,8 кг/ч ? 26,5 т/сут.

 

.3.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ГОДОВОЙ  ВЫХОД НАВОЗА С ФЕРМЫ

 

Gг = Gсут?D?10-3

 

где D - число дней накопления навоза, т. е. продолжительность стойлового периода, D = 250 дней,

 

Gг =26362,8?250?10-3 =6590,7 т

 

3.3.1.4 ВЛАЖНОСТЬ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО  НАВОЗА

 

Wн =

 

где Wэ - влажность экскрементов (для КРС - 87%),

Wн = = 89%.

 

Для нормальной работы механических средств удаления навоза из помещения  должно выполнятся условие:

 

Qтр ? Q

 

где Qтр - требуемая производительность навозоуборочного средства в конкретных условиях; Q - часовая производительность того же средства по технической характеристике

 

Qтр =

 

где Gc* - суточный выход навоза в животноводческом помещении (на 200гол),

Gc* =14160 кг, ? = 2- принятая кратность уборки навоза, T - время на разовую уборку навоза, Т =0,5-1ч, принимаем Т =1ч, ? - коэффициент, учитывающий неравномерность разового количества навоза, подлежащего уборке, ? = 1,3; N - количество механических средств, устанавливаемых в данном помещении, N =2,

Qтр = = 2,7 т/ч.

Выбираем транспортер  ТСН-3,ОБ(горизонтальный)

Q =4,0-5,5 т/ч. Т.к Qтр ? Q - условие выполняется.

 

.3.2 РАСЧЁТ ТРАНСПОРТНЫХ  СРЕДСТВ ДЛЯ ДОСТАВКИ НАВОЗА  В НАВОЗОХРАНИЛИЩЕ

Доставка навоза в навозохранилище  будет вестись мобильными техническими средствами, а именно трактором МТЗ - 80 с прицепом 1- ПТС 4.

 

.3.2.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ  ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МОБИЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ  СРЕДСТВ

 

Qтр. = Gсут./Т

 

где Gсут. =26,5 т/ч. - суточный выход навоза с фермы; Т = 8 ч. - время работы технического средства,

Qтр. = 26,5/8 = 3,3 т/ч.

 

.3.2.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ФАКТИЧЕСКУЮ  РАСЧЁТНУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО  СРЕДСТВА ВЫБРАННОЙ МАРКИ

 

 

где G = 4 т - грузоподъёмность технического средства, т. е. 1 - ПТС - 4;

tр - длительность одного рейса:

 

tр = tз + tд + tв

где tз = 0,3 - время загрузки, ч; tд = 0,6 ч - время движения трактора от фермы к навозохранилищу и обратно, ч; tв = 0,08 ч - время выгрузки, ч;

tр = 0,3 + 0,6 + 0,08 = 0,98 ч.

4/0,98 = 4,08 т/ч.

 

.3.2.3 РАСЧИТЫВАЕМ КОЛИЧЕСТВО  ТРАКТОРОВ МТЗ - 80 С ПРИЦЕПОМ

- ПТС-4

 

 

z = 3,3/4,08 = 0,8 , принимаем z = 1.

 

.3.2.4 РАСЧИТЫВАЕМ ПЛОЩАДЬ  НАВОЗОХРАНИЛИЩА

Для хранения подстилочного  навоза применяют площадки с твердым  покрытием, оборудованные жижесборниками.

Площадь хранилища для  твердого навоза определяется по формуле:

 

S=G г/h?

 

где ?- объемная масса навоза, т/м3; h- высота укладки навоза (обычно 1,5-2,5м).

S=6590/2,5?0,25=10544 м3.

 

.4 ОЕСПЕЧЕНИЕ МИКРОКЛИМАТА

 

Для вентиляции животноводческих помещений предложено значительное количество различных устройств. Каждая из вентиляционных установок должна отвечать следующим требованиям: поддерживать необходимый воздухообмен в помещении, быть, возможно, дешёвой в устройстве, эксплуатации и широко доступной в управлении.

При выборе вентиляционных установок необходимо исходить из требований бесперебойного обеспечения животных чистым воздухом.

При кратности воздухообмена К < 3 выбирают естественную вентиляцию, при К = 3 - 5 - принудительную вентиляцию, без подогрева подаваемого воздуха и при К > 5 - принудительную вентиляцию с подогревом подаваемого воздуха.

Определяем кратность  часового воздухообмена:

 

К = Vw/Vп

 

где Vw - количество влажного воздуха, м3/ч;

Vп - объём помещения, Vп = 76×27×3,5 =7182 м3.

Vп - объём помещения, Vп = 76×12×3,5 =3192 м3.

 

Vw =

 

C - количество водяных  паров, выделяемых одним животным, C = 380 г/ч.

m - количество животных в помещении, m1=200; m2 =100 г; C1 - допустимое количество водяного пара в воздухе помещения, C1 = 6,50 г/м3, [1]; C2 - содержание влаги в наружном воздухе в данный момент , C2 = 3,2 - 3,3 г/м3.

принимаем C2 = 3,2 г/м3.

 

Vw 1= = 23030 м3/ч.

Vw2 = = 11515 м3/ч.

К1 = 23030/7182 =3,2 т.к. К > 3,

К2 = 11515/3192 = 3,6 т.к. К > 3,

Vсо2 = ;

 

Р - количество углекислоты, выделяемое одним животным, Р = 152,7 л/ч.

m - количество животных в помещении, m1=200; m2=100 г; Р1 - предельно допустимое количество углекислоты в воздухе помещения, Р1 = 2,5 л/м3, [3] табл. 2,5; Р2 - содержание углекислоты в свежем воздухе, Р2 = 0,3 0,4 л/м3, принимаем Р2 = 0,4 л/м3.

 

V1со2 = = 14543 м3/ч.

V2со2 = = 7271 м3/ч.

К1 = 14543/7182 = 2,02 т.к. К < 3.

К2 = 7271/3192 = 2,2 т.к. К < 3.

 

Расчет ведем по количеству водяных паров в коровнике, применяем  принудительную вентиляцию без подогрева, подаваемого воздуха.

 

.4.1 ВЕНТИЛЯЦИЯ С ИСКУССТВЕННЫМ  ПОБУЖДЕНИЕМ ВОЗДУХА

Расчет вентиляции с искусственным  побуждением воздуха производится при кратности воздухообмена К > 3.

 

3.4.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОДАЧУ  ВЕНТИЛЯТОРА

 

 

де Кв - число вытяжных каналов:

Кв = Sв/Sк

Sк - площадь одного вытяжного канала, Sк = 1×1 = 1 м2,

Sв - требуемая площадь сечения вытяжного канала, м2:

 

Sв =

 

V - скорость движения воздуха  при прохождении через трубу  определенной высоты и при  определенной разнице температур, м/с:

 

V =

 

h- высота канала, h = 3 м; tвн - температура воздуха внутри помещения,

tвн = + 3 oC; tнар - температура воздуха снаружи помещения, tнар = - 25 оС;

 

V = = 1,22 м/с.

Vn = Sк?V?3600 = 1 ? 1,22?3600 = 4392 м3/ч;

Sв1 = = 5,2 м2 .

Sв2 = = 2,6 м2 .

Кв1 = 5,2/1 = 5,2 принимаем Кв = 5 шт,

Кв2 = 2,6/1 = 2,6 принимаем Кв = 3 шт,

= 9212 м3/ч.

Т.к. Qв1 < 8000 м3/ч, то выбираем схему с одним вентилятором.

= 7677 м3/ч.

Т.к. Qв1 > 8000 м3/ч, то с несколькими.

 

.4.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ДИАМЕТР  ТРУБОПРОВОДА

 

 

где Vт - скорость воздуха в трубопроводе, Vт = 12 - 15 м/с, принимаем

Vт = 15 м/с,

= 0,46 м, принимаем D = 0,5 м.

= 0,42 м, принимаем D = 0,5 м.

 

.4.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ  НАПОРА ОТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРЕНИЮ  В ПРЯМОЙ КРУГЛОЙ ТРУБЕ

 

Hтр =

 

где ? - коэффициент сопротивления  трению воздуха в трубе, ? = 0,02; L длина  трубопровода , м, L = 152 м; ? - плотность воздуха, ? = 1,2 - 1,3 кг/м3, принимаем ? = 1,2 кг/м3:

Hтр = = 821 м,

.4.1.4 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ  НАПОРА ОТ МЕСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

 

hмс =

 

где ?? - сумма коэффициентов местных сопротивлений, [3] таб. 56:

?? = 1,10 + 0,55 + 0,2 + 0,25 + 0,175 + 0,15 + 0,29 + 0,25 + 0,21 + 0,18 + 0,81 + 0,49 + 0,25 + 0,05 + 1 + 0,3 + 1 + 0,1 + 3 + 0,5 = 10,855,

hмс = = 1465,4 м.

 

.4.1.5 ОБЩИЕ ПОТЕРИ НАПОРА  В ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЕ

 

Н = Нтр + hмс

 

Н = 821+1465,4 = 2286,4 м.

Выбираем два центробежных вентилятора № 6 Qв = 2600 м3/ч, с табл. 57.

 

.4.2 РАСЧЁТ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ

Кратность часового воздухообмена:

 

 

где, VW- воздухообмен животноводческого  помещения,

- объём помещения.

Воздухообмен по влажности:

м3/ч 

 

где, - воздухообмен водяных  паров (Табл. 45, [1]);

- допустимое количество  водяного пара в воздухе помещения;

- масса 1м3 сухого воздуха,  кг. (таб.40)

- количество насыщающих  паров влаги на 1 кг сухого воздуха,  г;

- максимальная относительная  влажность, % (таб. 40-42);

- содержание влаги в  наружном воздухе.

Т.к. К<3 - применяем естественную циркуляцию.

Расчет величины требуемого воздухообмена по содержанию углекислоты

 

м3/ч

 

где Рm - количество углекислоты, выделяемое одним животным в течение часа, л/ч;

Р1 - предельно допустимое количество углекислоты в воздухе помещения, л/м3;

Р2 - содержание углекислоты  в свежем ( приточном) воздухе, л/м3;

Р2=0,4 л/м3.

м3/ч.

 

Т.к. К<3 - выбираем естественную вентиляцию.

Расчеты ведем при К=2,9.

Площадь сечения вытяжного  канала:

 

, м2

 

где, V - скорость движения воздуха  при прохождении через трубу  м/с:

 

 

где, высота канала.

температура воздуха внутри помещения.

температура воздуха с  наружи помещения.

м2.

Производительность канала имеющего площадь сечения:

 

м3/с 

м3/с;

м3.

Число каналов

 

шт.

 

3.4.3 Расчёт отопления помещения

 

.4.3.1 Расчет отопления  помещения для коровника, в  котором находится 200 голов

Дефицит теплового потока для отопления помещения:

 

 

где поток теплоты, проходящий сквозь ограждающие строительные конструкции;

поток теплоты, теряемый с  удалённым воздухом при вентиляции;

случайные потери потока тепла;

поток теплоты, выделяемый животными;

 

 

где, коэффициент теплопередачи  ограждающих строительных конструкций  ( таб. 52);

площадь поверхностей, теряющих поток теплоты, м2: площадь стен - 457; площадь окон - 51; площадь ворот - 48; площадь чердачного перекрытия - 1404.

 

 

где, объёмная теплоёмкость воздуха.

Дж/ч.

 

Дж/ч.

 

где, q =3310 Дж/ч- поток теплоты, выделяемый одним животным, (табл. 45).

Случайные потери потока тепла  принимаются в количестве 10-15% от .

Т.к. дефицит теплового  потока получился отрицательный, то подогрев помещения не требуется.

 

3.4.3.2 Расчет отопления  помещения для коровника, в  котором находится 150 голов

Дефицит теплового потока для отопления помещения:

Дж/ч.

 

где поток теплоты, проходящий сквозь ограждающие строительные конструкции;

поток теплоты, теряемый с  удалённым воздухом при вентиляции;

случайные потери потока тепла;

поток теплоты, выделяемый животными;

 

 

где, коэффициент теплопередачи  ограждающих строительных конструкций  ( таб. 52);

площадь поверхностей, теряющих поток теплоты, м2: площадь стен - 457; площадь окон - 51; площадь ворот - 48; площадь чердачного перекрытия - 1404.

 

 

где, объёмная теплоёмкость воздуха.

 

Дж/ч.

Дж/ч.

 

где, q =3310 Дж/ч- поток теплоты, выделяемый одним животным, (табл. 45).

Случайные потери потока тепла  принимаются в количестве 10-15% от .

Т.к. дефицит теплового  потока получился отрицательный, то подогрев помещения не требуется.

 

3.4 Механизация доения  коров и первичной обработки  молока

 

Количество операторов машинного  доения:

 

шт

 

где, количество дойных коров  на ферме;

шт.- количества голов на одного оператора при доении в  молокопровод;

 

Принимаем 7 операторов.

 

.6.1 Первичная обработка  молока

 

Производительность поточной линии:

 

кг/ч

 

где, коэффициент сезонности поступления молока;

- количество дойных коров  на ферме;

средний годовой удой одной  коровы , (таб. 23) /2/;

кратность дойки;

- длительность дойки;

кг/ч.

Выбор охладителя по поверхности  теплообмена:

 

м2

 

где, теплоёмкость молока;

начальная температура молока;

конечная температура  молока;

общий коэффициент теплопередачи, (таб.56);

средняя логарифмическая  разность температур.

 

где разность температур между  молоком и охлаждающей жидкостью  на входе, выходе, (таб. 56).

 

 

Число пластин в секции охладителя:

 

шт.

 

где, площадь рабочей поверхности  одной пластины;

Принимаем Zп=13 шт.

Выбираем тепловой аппарат (по таб. 56) марки ООТ-М ( Подача 3000л/ч. , Рабочая поверхность 6.5м2).

Расход холода на охлаждение молока:

 

кДж

 

где - коэффициент, учитывающий  теплопотери в трубопроводах.

Выбираем (таб. 57) холодильную  установку АВ30.

Расход льда на охлаждение молока:

 

кг.

 

где, удельная теплота плавления  льда;

теплоёмкость воды;

кг.

 

4. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКОЗАТЕЛИ

 

Таблица 4.Расчёт балансовой стоимости оборудования фермы

Производственный процесс  и применяемые машины и оборудованиеМарка машинымощностьколичество машинпрейскурантная стои-мость машиныНачисле-ния на стоимость: монтаж (10%)балансовая стоимостьОдной машиныВсех машинЕДЕНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯкВт.ШТ.Т..РУБ.Т..РУБ.Т..РУБ.Т..РУБ.ПРИГОТОВЛЕНИЕ КОРМОВ РАЗДАЧА КОРМОВ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ1. КОРМОЦЕХ ТП 801-323129,615500550605060502. КОРМОРАЗДАТЧИКРММ-5,01707070ТРАНСПОРТНЫЕ ОПЕРАЦИИ НА ФЕРМЕ1. ТРАКТОРМТЗ-8014504504502. ПРИЦЕП1 ПТС-41120120240УБОРКА НАВОЗА 1. ТРАНСПОРТЁРТСН- 3.0 Б4,04555,560,5242ВОДОСНАБЖЕНИЕ1. ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС ЭЦВ5-6,3-802,8113,31,314,614,62. ВОДОНАПОРНАЯ БАШНЯ 33033363363ДОЕНИЕ И ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА МОЛОКА1.ПЛАСТИНЧАТЫЙ ТЕПЛОВОЙ АППАРАТООТ- М1,5167,96,874,774,72. ВОДООХЛАЖД. МАШИНААВ3О181730738038033. ДОИЛЬНАЯ УСТАНОВКААДМ-85,1230030330660Итого8335,88967,3

Таблица5.Расчет балансовой стоимости строительной части фермы.

ПомещениеВместимость, гол.Количество помещений на ферме, шт.Балансовая стоимость одного помещения, тыс.руб.Общая балансовая стоимость, тыс. руб.ПримечаниеОсновные производственные здания:1 Коровник2002300060002 Молочный блок15005003 Родильное отделение421850850Вспомогательные помещения1 Изолятор511201202 Ветпункт11201203 Стационар1011501504 Блок служебных помещений11801805 Кормоцех11001006Вет.сан.пропускник190907 Гараж1160160Хранилища для:1 Силоса3802402 Сенажа4652603 Сена4502004 Соломы4502005 Конц.кормов130306 Навоза11010Инженерные сети:1 Водопровод130302Трансформаторная подстанция1320320Благоустройство:1 Зеленые насаждения0,01210Тополя2 Газоны0,0065Ограждения:1 Фермы0,035300Сетка - рабица2 Выгульных площадок50ДеревоТвердое покрытие350Всего5905,05310275Годовые эксплуатационные затраты: