Расчет выхода навоза и его хранение

                            Выполнение расчетной части

        Расчет выхода навоза и его хранение.

         В зависимости от содержания  животных и систем уборки навоз  бывает твердый, полужидкий, разжиженный,  жидкий. Твердый навоз с влажностью 70-80% получают при содержании животных  на глубокой подстилке. Полужидкий  навоз с влажностью 80-85% при содержании  КРС без подстилки или на  подстилке из резаной соломы, опилок или торфа. Разжиженный  навоз с влажностью 85-90% состоит  из кала и мочи, которые разжижены  технологической водой. Жидкий  навоз с влажностью 90-95% получают  при содержании животных на  щелевых полах без подстилки  с применением гидросмыва.

        С целью надлежащего санитарного  состояния территория фермы и  сохранения качества навоза необходимо  должное внимание уделять его  хранению, площадь навозохранилища  рассчитывают по формуле:

         F=m×g×n/h×y,

         Где F-площадь навозохранилища, м²

        m-число животных в помещении

        g-количество навоза в сутки от одного животного, кг

        n-число суток хранения навоза, кг/м³

        h-высота укладки навоза, м;

        у-объемная масса навоза, кг/м³.

        Коровы: моча20+кал35=55кг

Нетели: моча7+кал20=27кг

Fкоровы=(280*55*210)/(2*700)=2310м ²

Fнетели=(120*27*210)/(2*700)=486м ²

F= =2310+486=2796м²

       Расчет естественной и искусственной освещенности.

        Естественная освещенность помещений  зависит от размера помещения,  его расположения к частям  света, количества и величины  окон, их устройства и частоты, погоды и долготы светового дня на данной территории, разрывов между помещениями и другими объектами.

        СК=S пола/S остекления

Коровник  размером 83×33м и имеет площадь 2739 м².

В нем 24 окна размером 1,6 ×1,3м их площадь (1,6×1,3)×24=49,92м², 10% от площади окон рамы и переплеты рам – 4,992. S остекления

49,92-4,992=44,93м².

        СК=2739/44,93=60м².

        СК показывает, какая площадь  пола приходится на 1м² остекления  и выражается отношением 1 к какой-то  величине, которая находится делением  площади пола на площадь . СК приблизительно равно 1:60.

       КЕО – отношение горизонтальной  освещенности внутри помещения  к наружной освещенности в  горизонтальной плоскости:

       КЕО =Ов/Он×100(%)

       Освещенность измеряется люксметром  при рассеянном свете в полдень  и диффузной освещенности небосвода  не менее 5000лк. В нашем случае  КЕО составляет 0,8.

       Расчет искусственной освещенности.

       Так как естественная освещенность животноводческих помещений практически нерегулируемый параметр, а в зимний стойловый период очень незначительна, то для устранения дефицита света в помещениях для животных используется искусственная освещенность (ИО).

       ИО= Количество лампочек ×мощность/площадь  пола

       ИО= 45×2,5/2739=0,04Лк.

       Расчет объема воздухообмена  (вентиляции).

       Q-(a-b)×(d-c2)/c1-c2+b

       Где Q-количество тепла или влаги, выделяемое животными с данной живой массой.

       a-количество тепла или влаги выделяемое животными с большей живой массой, взятое для расчета.

       b-количество тепла или влаги выделяемое животными с меньшей живой массой.

       d-живая масса данного животного, у которого определяют количество выделяемого тепла или влаги, кг

       c1-большая живая масса, взятая для расчета, кг

       c2-меньшая живая масса, взятая для расчета, кг

       Q1=(549-507)×(527-500)/(600-500)+507+(2×14)=536,7×70=37569 г/ч

       Q2=(549-507)×(537-500)/(600-500)+507+(4×14)=578,5×85=49173 г/ч

       Q3=(549-507)×(557-500)/(600-500)+507+(8×14)=642,9×45=28931 г/ч

       Q4=(440-350)×(556-400)/(600-400)+350=375,2×80=30016 г/ч

       Q5=(380-319)×(466-300)/(400-300)+319=420,3×120=50436 г/ч

       Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5

       Q=37569+49173+28931+30016+50436=196125 г/ч

       Полученные данные подставляем  в формулу

       L=196125/6,88-4,27=75143,7 м³/ч

       Определяем кратность объема  воздуха:

       Kp=L/V

       V=V1+V2

        Где V1-кубатура первой части здания 83×33×3,8=10408 м³

        V2-кубатура второй части здания 33/2×(8×3,8)×83=5751,9 м³

        V=10408+5751,9=16159,9 м³

        Kp=75143,7/16159,9=5 раз в час

        Объем вентиляции на одно животное (Q1) определяют путем деления часового объема вентиляции (L) на количество находящихся в помещении животных (n):

        Q1=L/n

        Q1=75143,7/400=187,9 л/ч на 1 гол.

        Объем вентиляции на 1 ц живой  массы (Q2) определяют путем часового объема вентиляции (L) на живую массу находящихся в помещении животных (ц):

        Q2=L/ц=75143,7/2080,1=36 л/ч на 1 ц живой массы

        Определяем общую площадь сечения  вытяжных каналов обеспечивающий  расчетный воздухообмен:

         S=L/V×t

  Где S-искомая площадь сечения вытяжных каналов, м

         L- часовой объем вентиляции, м/ч 

         V-скорость движения воздуха в вентиляционном канале, м/с

         Если t=10-(-2)=12, высота трубы – 5 м, тогда V=1,05 м/с.

         t-расчетное время, 1 час=3600 с

         S=75143,7/(1,05×3600)=19,88 м²

Площадь сечения  одного вытяжного канала 1×1=1 м², тогда  число вытяжных каналов должно составлять: 19,88/1‎≈20 штук.

Площадь сечения  приточных каналов будет составлять 80% (0,8 части) от площади сечения вытяжных каналов, тогда 19,88×0,8=15,91 м². Площадь  одного приточного канала равна 0,5×0,5, тогда количество их будет 

                           15,91/0,25=64 штук. 

         Расчет теплового баланса животноводческих  помещений.

         Тепловой баланс помещения рассчитывают по формуле:

         Q= дельта t (G×0,24×KF)+W

         Где Q - поступление тепла от животных, ккал/ч;

         Дельта t – разность между температурой воздуха в помещении и среднемесячной температурой воздуха самого холодного месяца зоны,ºС;

         G – количество воздуха, удаляемого из помещения или поступающего в него в течении 1 ч, кг;

        0,24 – количество тепла, необходимое  для нагрева 1 кг воздуха на 1ºС, ккал/кг;

        K – коэффициент общей площади теплоотдачи через ограждающие конструкции, ккал/м²;

        F – площадь ограждающих конструкций, м²;

        W – расход тепла на испарение влаги с поверхности пола и других ограждений.

         Q1=(823-780)×(525-400)/(600-500)+780=791,61+(25×2)×70=58913 ккал/ч

         Q2=(823-780)×(537-500)/(600-500)+780=795,91+(25×4)×85=76152 ккал/ч

         Q3=(823-780)×(557-500)/(600-500)+780=804,51+(25×8)×45=45203ккал/ч

         Q4=(926-739)×(556-400)/(600-400)+739=884,86×80=70788 ккал/ч

         Q5=(733-569)×(446-400)/(600-400)+569 =606,72×120=72806 ккал/ч

         Qж=58913+76152+45203+70788+72806=323862 ккал/ч

                 t=10-(-7,5)=17,5°C

         Ведем расчет теплопотерь на  нагревание поступающего в помещение  наружного воздуха. Следовательно  часовой объем вентиляции составляет  L=75143,7 м³/ч при температуре воздуха в коровнике 10 ºС и средним барометрическим давлением 745 мм рт.ст. масса воздуха составляет 1,240кг. Обмен воздуха в 1 ч (по влажности) равен 75143,7. Отсюда следует, что масса вентиляционного воздуха 75143,7×1,240=93178 кг. Если для нагрева 1кг воздуха на 1 градус требуется 0,24 ккал/ч, то для нагрева всего воздуха потребуется 93178×0,24=22362,8 ккал/ч.

        Ведем расчет теплопотерь через  ограждающие конструкции, для этого составляем таблицу.

         Таблица 1.1 Определение теплопотерь  через ограждающие конструкции

Вид ограждения	Площадь F, м²	K	ΣKF
1	2	3	4
Окна	49,9	5	249
Двери	4,8	4	19,2
Стены	741,5	1,01	748,9
Ворота	37,3	4	149,2
Потолок	2523,2	0,28	706,5
Пол по зонам
1	2	3	4
1-я зона	464	0,4	185,6
2-я зона	416	0,22	91,5
3-я зона	384	0,1	38,4
4-я зона	1512	0,06	90,7
Итого			2279

 

 

 

 

 

                    

     

      Fокон=1,6×1,3×24=49,9 м²

      Fдверей=2,0×1,2×2=4,8 м²

      Fворот=2,3×2,7×6=37,3 м²

      Fстен(наружные)=33×3,8×2+(33/2)×(8-3,8)×2=389,4 м²

      Fстен(торцовые)=389,4-37,3=352,1 м²

      Fстен=389,4+352,1=741,5 м²

      Fпотолка=2,5²+15²=15,2×2×83=2523,2 м²

      Fпола(1-ая зона)=83×2×2+33×2×2=464 м²

      Fпола(2-ая зона)=79×2×2+25×2×2=416 м²

      Fпола(3-яя зона)=75×2×2+21×2×2=384 м²

      Fпола(4-ая зона)=72×21=1512 м²

 ΣKF=249+19,2+149,2+748,9+706,5+185,6+91,5+38,4+90,7=2279 м²

       Необходимо также учесть расположение  здания в отношении направления  господствующих ветра, сторон  света и рельеф местности, так  как помещение при этом теряет  дополнительно еще 13% тепла от  теплопотерь с ограждающих конструкций  (стен, ворот, окон):

       (748,9+249+149,2)×0,13=149,1 ккал/ч

       Следовательно, общий расход тепла,  необходимого на нагрев всех  ограждающих конструкций коровника,  составит 2279+149,1=2428,1 ккал/ч

        Далее потери тепла на испарение  влаги с поверхности пола, кормушек  и ограждающих конструкций (W). Принято считать, что эти теплопотери составляют 10% от общего количества влаги, выделяемого всеми животными. При расчете вентиляции по влажности установлено, что данная величина составляет19612,5 г/ч.

         На испарения 1г влаги затрачивается  0,595 ккал/ч тепла, тогда (W) составит 19612,5×0,595=11669,4 ккал/ч

         Суммируем все теплопотери в  помещении: на подогрев вентиляционного  воздуха, на нагрев ограждающих  конструкций, на испарение влаги  с ограждающих конструкций:

         323862=17,5×(22362,8+2428,1)+11669,4=445510,2 ккал/ч

        Следовательно, все поступления  тепла составили 323862 ккал/ч, а расход 445510,2 ккал/ч. Расчет показывает , что расход тепла превышает теплопоступление на 121648,2 ккал/ч.

         Для устранения дефицита тепла  в помещении необходимо установить  теплогенератор и рассчитать  режим его работы. Теплогенератор  ТГ-1А выделяет в течении 1 часа 350000 ккал.

Следовательно:    350000 – 60 мин

                               121648,2 – x

        X – 21 минут – время работы генератора.

        60 мин – 21мин = 39 мин – время отдыха генератора.

        Теплогенератор ТГ-1А5А должен  работать в помещении 21 мин/ч.

        Расчет t нулевого теплового баланса

        Определение t нулевого теплового баланса животноводческого помещения необходимо для расчета предельно низкой внешней температуры воздуха, при которой еще возможна беспрерывная эксплуатация вентиляции.

        Дельта t нулевого баланса рассчитывают по формуле:

        T=(Qжив-W)/(G×0,24+ΣKF)=(323862-11669,4)/(22362,8+2428,1)=5,6 °C

        Для беспрерывной работы вентиляции  разница между температурой воздуха  в середине помещения и температурой  внешнего воздуха не должна  превышать 5,6 °C. Расчет дельта t нулевого теплового баланса животноводческого помещения показал, что для того, чтобы поддерживать температуру воздуха внутри помещения на уровне 10 ºС температура внешнего воздуха не должна опускаться ниже -15,6 °C.