Проект механизации фермы КРС на 2000 голов с разработкой поточной линии уборки и утилизация навоза

 

Зная суточный выход навоза на ферме от всего поголовья и продолжительность его хранения, определяют площадь навозохранилища по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

, м2,                                               (10.4)

FXP=1/5*(103600*180/900*0.77)=5382 м2

где     h – высота укладки навоза, равная 1,5…9,0 м;

Q/СУТ – суточный выход навоза на ферме от всего поголовья, кг;

DХР – продолжительность хранения навоза (не менее 6 месяцев) в навозохранилище, сут;

ρ – плотность навоза, принимаемая: для крупного рогатого скота – 800…900кг/м3, для свиней – 900…1000 кг/м3, для овец – 900…950кг/м3, для птицы – 700…1000 кг/м3;

φ – коэффициент заполнения навозохранилища, равный 0,75...0,8.

На основе расчетов назначают размеры типового навозохранилища так, чтобы его вместимость не превышала 3…4 тыс. т.

Таблица 10.3 – Типы и примерная вместимость навозохранилищ

Форма хранилища	Строительные материалы и способ сооружения	Вместимость хранилища, м3	Высота укладки навоза, м
Цилиндрическое высокое	Сборный железобетон	100,300, 500,750	1,5…2,5
Цилиндрическое высокое	Монолитный железобетон	3000,5000	до 5,0
Коническое низкое	Монолитный бетон, подвижная опалубка	500,1000,3000	до 3,0
Прямоугольное низкое	Монолитный бетон, подвижная опалубка	750…7500	до 7,0
Прямоугольное земляное	Пластмассовая облицовка	2500…50000	до 9,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. РАСЧЕТ  РАСХОДА ПАРА   Пар на ферме расходуется на запаривание кормов, нагрев воды, пастеризацию молока, отопление помещений и т. д. Расход пара на запаривание кормов определяется по формуле =962+467+1625+9750=12804, кг/ч                                         (3.82)                                              где     Gi – количество запариваемого корма, кг; qni – соотношение массовых расходов пара и корма, кг/кг (табл. 3.12); КР – кратность подготовки (раздачи) кормов; τЗ – длительность запаривания корма, ч (табл. 3.12). Таблица 11.1 – Нормативы расхода пара Вид операции Длительность операции, ч (min…max) Массовое соотношение qni, кг/кг Варка корнеплодов 0,5…1,0 0,15…0,20 Запаривание концкормов 1,0…1,5 0,20…0,25 Запаривание соломы 1,5…2,5 0,30…0,35 Обработка кормосмеси 1,0…2,0 0,10…0,20 Нагрев воды от 7 до 87°С 0,5 0,20…0,25 Отопление помещений 24 0,50…0,70 кг/м3∙ч Расход пара на отопление помещения находится из выражения ПО = V ∙ qni,=3780*0.6=2268 кг/ч,                                                  (3.75) где    V – объем отапливаемого помещения, м3; qni – норма расхода пара на отопление, кг/(м3∙ч). Расход пара на пастеризацию молока ПМ берется из раздела «Расчет ПТЛ
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата
Разраб.		Вершинин			.	Литера	Лист	Листов
Провер.		Борознин А. В.
						ВГСХА группа М - 41
Н. Контр.
Утверд.

 

 

машинного доения и первичной обработки молока».

Общий расход пара есть сумма всех расходов:

П = ПЗ + ПО+ ПМ =15137, кг/ч,                                             (3.73)

На основании общего расхода пара выбираются парообразователи (Марка), количество которых определяется по формуле:

=3027, шт,                                                         (3.545)

где    ПК — производительность выбранного котла-парообразователя, кг/ч [2, 3, 5].

Требуемый диаметр паропровода находится из выражения:

=0.66, м,                                            (3.45456)

где    ρ – плотность пара, равная (при давлении 170 кПа) 0,475 кг/м3;

v – скорость движения пара в трубе, равная 25…30 м/с.

С учетом распорядка дня, длительности отдельных производственно-технологических операций строится график расхода пара (рис. 3.156).

Рис. 11.1. График расхода паря.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. РАСЧЕТ И ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ЗАДАННОЙ ПОТОЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ   13.1. Расчет ПТЛ машинного доения и первичной обработки молока   Доение коров осуществляется в стойлах и на установках (в станках). В зависимости от поголовья молочного стада, способа содержания и уровня продуктивности коров машины и механизмы для получения и обработки молока устанавливаются по различным схемам, включающим вакуумную, молочную, водяную и моющую линии (рис. Схема ПТЛ доения). Количество доильных установок определяется из выражения:  , =3шт,                                                    (12.1) где    mД – количество доящихся коров; τД – длительность доения стада, равная 2…3 ч (на комплексах при сменно-поточной системе содержания животных – до 5…6 ч); q – производительность доильных установок, гол/ч. Количество доящихся коров определяется зависимостью: =200*300/365=164,   голов,                                              (12.2) где    dЛ – число дней лактации, равное 300; D – число дней в году. Максимальный часовой удой подсчитывается по формуле: =1,2*164*3140/365*2*5=169,3 , кг,
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата
Разраб.		Вершинин			.	Литера	Лист	Листов
Провер.		Борознин
						ВГСХА группа М - 41
Н. Контр.
Утверд.

 

 

 

где    МО – годовая продуктивность коровы, кг;

КД – кратность доения, равная 2…3;

1,2 – коэффициент, учитывающий неравномерность лактации.

Количество молока, засчитываемого в план закупок, определяется из выражения:

=711,06 кг,                                      (12.4)

где    ЖМ – жирность молока, равная 3,2…4,2 %;

ЖО – жирность обрата, равная 0,05 %;

ЖБ – базисная жирность молока, равная 3,8 %.

Количество доильных аппаратов, обслуживаемых одним оператором, определяется по формулам:

а) для установок типа АД-100А, ДАС-2Б, АДМ-8:

=2шт,                                                (12.5)

где    τМ – машинное время доения коровы доильным аппаратом, равное 240…360 с;

τВ – затраты времени на выполнение вспомогательных операций, равные для АД-100А, ДАС-2Б – 210…240 с; АДМ-8 – 120 с;

 

 

С – степень загрузки оператора, равная 0,85…0,95.

б) для установки УДА-8:

=1, шт,                                              (12.6)

где   τП – затраты времени на массаж вымени, подключение и снятие аппаратов, равные 45…60 с;

Общее число доильных аппаратов на установках находится из выражения

=164*2*230/3600*5=4 шт,                                                (12.7)

Количество операторов, одновременно работающих, определяется по формуле:

 

=2 , чел,                                                    (12.8)

 

Требуемая подача вакуумных насосов зависит от количества и типа доильных аппаратов и находится из выражения

V = VC + VC (α1 + α2 + α3 + α4 + α5 + α6 + α7), =0,00735м3/с

где    VС – расход воздуха доильным аппаратом, м3/с;

α1 – коэффициент, учитывающий утечку воздуха в соединениях труб и кранов, равный 0,20;

α2 – коэффициент, учитывающий утечку воздуха через доильные стаканы, равный 0,10;

α3 – коэффициент, учитывающий утечку воздуха при надевании и снятии стакана, равный 0,25;

α4 – коэффициент, учитывающий утечку воздуха при случайном спадании стаканов и шлангов, равный 0,25;

α5 – коэффициент, учитывающий утечку воздуха в кранах и соединениях молокопровода, равный 0,25;

α6 – коэффициент, учитывающий снижение подачи насоса при повышении его температуры и разжижения смазки, равный 0,20;

α7 – коэффициент, учитывающий снижение подачи насоса при износе трущихся деталей, равный 0,20.

Расход воздуха доильным аппаратом определяется по формуле:

                                             =0,003, м3/с,                                  (12.9)

где    1,35 – коэффициент, учитывающий негерметичность доильных аппаратов;

V1 – объем камер и трубок переменного вакуума доильных аппаратов, равный для «Волги» 0,0007 м3 для «Майги» – 0,001 м3;

 

h – рабочий вакуум, равный 52 кПа;

Р1 – атмосферное давление, равное 101,3 кПа;

n – частота пульсаций, равная для «Волги» 1 Гц, для «Майги» – 1,5 Гц.

Количество вакуумнасосов определяется по формуле:

 

=4, шт,                                                  (12.10)

 

где     qВ – подача выбранной марки насоса, м3/с .

Количество сепараторов, охладителей, пастеризаторов (или охладительно-пастеризационных установок) определяется по формуле:

 =169,3/4=4, шт,                                                  (12.11)

где     qi – производительность соответствующего оборудования, кг/ч.

Из технологии обработки известно, что молоко сначала нагревается до температуры пастеризации, а затем охлаждается. Теплоту можно сэкономить, если в теплообменнике горячий продукт охлаждать холодным, поступающим в обработку. Холодное молоко нагревается в этом (регенеративном) теплообменнике до температуры tР, определяемой из выражения:

 , °С,      tР = ε ∙( tГ – tM) + tХ =15                                           (12.12)

где    ε – коэффициент регенерации, равный 0,45…0,50;

tХ – температура холодного молока, равная 8…10°С;

tГ – температура пастеризации, равная 85…90°С (для барабанных) и 74…76°С (для пластинчатых пастеризаторов);

 

tM – температура молока, прошедшего пастеризатор и теплообменник, равная 30…40°С.

Площадь поверхности регенеративного теплообменника находится по формуле:

, м2,                                                (12.13)

где    QР = M·с·(tР – tХ) – тепловой поток, сэкономленный в теплообменнике, кДж/ч;

с – теплоемкость молока, равная 3,9 кДж/(кг·К);

К – коэффициент теплопередачи, равный 4100…5200 кДж/(м2·ч·к) (для трубчатых) и 6200…8500 кДж/(м2·ч·к) (для пластинчатых

 

 

 

теплообменников);

tСР – средняя логарифмическая разность температур пастеризованного и

 

холодного молока, оС.

,  оС,                                          (12.14)

где    tМАХ = tГ – tР – максимальная разность температур, оС;

tMIN = tM – tХ – минимальная разность температур, оС.

С учетом экономии теплоты требуемый расход пара  на пастеризацию определяется из выражения:

, кДж/кг,                             (12.15)

где     i – энтальпия пара, равная 2680 кДж/кг;

λ – энтальпия конденсата, равная 1295 кДж/кг;

η – КПД пастеризатора, равный 0,7…0,8.

Для охлаждения молока требуется поток отрицательной теплоты, т.е. холода.

Требуемый поток холода определяется по выражению:

QХОЛ = 1,15 · М · с · (tР – tО) · QР, кДж/кг,                  (12.16)

где    tО – температура хладагента, равная для воды 5…8°С, для раствора поваренной соли 2…4°С;

1,15 – коэффициент, учитывающий потери 15% холода в окружающую среду.

Количество холодильных установок рассчитывается из условия, что они включаются заранее, аккумулируют холод намораживанием льда (что в три раза сокращает число агрегатов). Поэтому с учетом экономии холода количество холодильных установок подсчитывается по формуле:

, шт,                                          (12.17)

где     qУСТ – хладопроизводительность выбранной установки, кДж/ч;

 

 

 

 

QХ = M · c· (tГ – tM) – поток холода, сэкономленного теплообменником, кДж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. ПОСТРОЕНИЕ СОВМЕЩЕННОГО ГРАФИКА РАБОТЫ МАШИН И РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ   Совмещенный график работы машин и аппаратов и расхода электроэнергии проектируемой фермы (комплекса) составляют для уточнения и проверки правильности выбора основного технологического оборудования, установления очередности включения и продолжительности работы машин, а также для определения почасового расхода электроэнергии. Основой для составления такого графика являются технологические процессы проектируемой фермы (комплекса). Каждой операции этого процесса должна соответствовать работа машин и аппаратов, количество и марка которых определены при расчете и подборе технологического оборудования. График работы оборудования проектируемой фермы (комплекса) выполняют на миллиметровой или чертежной бумаге формата А3 в виде таблицы (пример на рис. 13.1), имеющей шесть граф. В первой графе указывают наименование машины, во второй – марку машины, в третьей – мощность электродвигателя данной машины, в четвертой – количество данных машин, в пятой – суммарную мощность электродвигателей данной марки машин, в шестой графе обозначают часы суток от 0 до 24. В этой графе с помощью условных знаков и линий отражают время работы оборудования при выполнении основных и подготовительно-заключительных операций. После построения графика работы машин совмещено с ним строится график расхода электроэнергии в течении суток. Здесь в определенном масштабе от оси абсцисс (времени) откладывается ордината, пропорциональная мощности работающего оборудования. Если в какой-то промежуток времени одновременно работает несколько машин, то их мощности суммируются и откладываются на графике (рис.13.1). Образующая площадь, ограниченная осью времени и ломанными
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата
Разраб.		Вершинин			.	Литера	Лист	Листов
Провер.		Борознин
						ВГСХА группа М - 41
Н. Контр.
Утверд.