Ветеринарно-гигиеническое обоснование устройства и эксплуатации системы вентиляции в помещении для содержания крупного рогатого скота

Радиальный (центробежный) вентилятор состоит из спирального  корпуса с размещенным внутри лопаточным колесом. При вращении колеса воздух поступает через входное  отверстие в корпусе, попадает между лопатками и под действием центробежной силы перемещается по каналам между лопатками и выбрасывается через выпускное отверстие.

В зависимости от состава  перемещаемого воздуха вентиляторы  изготовляют из определенных материалов и различной конструкции:

1) обычного исполнения  для перемещения чистого воздуха,  изготавливаются из обычных сортов  стали;

2) антикоррозионного  исполнения - для перемещения агрессивных сред, хромистые и хромоникелевые стали винипласт и т.д.;

3) искрозащитного исполнения - для перемещения взрывоопасных смесей (содержащих водород, ацетилен и т.п.), основные детали изготавливаются из алюминия и дюралюминия, устанавливается сальниковое уплотнение на валу;

4) пылевые - для перемещения пыльного воздуха, рабочие колеса изготавливают из материалов повышенной прочности, они имеют мало (4-8) лопаток.

Эжекторы применяют в вытяжных системах в тех случаях, когда необходимо удалить очень агрессивную среду, пыль, способную к взрыву не только от удара, но и от трения, или легко воспламеняющиеся взрывоопасные газы (ацетилен, эфир и т.д.).

Принцип действия эжектора следующий (рис.14). Воздух, нагнетаемый  расположенным вне помещения  компрессором, подводится по трубе 1 (рис. ) к соплу 2 и, выходя из него с большой  скоростью, создает за счет эжекции разрежение в камере 3, куда подсасывается воздух из помещения. В конфузоре 4 и горловине 5 происходит перемешивание эжектируемого (из помещения) и эжектирующего воздуха. Диффузор 6 служит для преобразования динамического давления в статическое. Недостатком эжектора является низкий к.п.д, не превышающий 0,25.

Рис.14. Эжектор.

Устройства очистки  воздуха.

Очистка воздуха от пыли может быть грубой, средней и тонкой.

Для грубой и средней  очистки применяют пылеуловители, действие которых основано на использовании сил тяжести или инерционных сил: пылеосадительные камеры, циклоны, вихревые, жалюзийные, камерные и ротационные пылеуловители (ротоклоны).

Пылеосадительные  камеры (рис.15) применяют для осаждения крупной и тяжелой пыли с размером частиц более 100 мкм. Скорость воздуха в поперечном сечении корпуса 2 не более 0,5 м/с. Поэтому габариты камер получаются довольно большими, что ограничивает их применение.

Рис. 15. Пылеосадительная камера:

1 – входной патрубок; 2 – корпус; 3 – выходной патрубок; 4 – бункер.

Циклоны применяют для очистки воздуха от сухой неволокнистой и неслипающейся пыли (рис.16).

Рис. 16. Схема циклона:

1 -входной патрубок; 2 - выхлопная труба; 3 - цилиндрическая часть; 4 - коническая часть; 5 - патрубок выхода пыли.

Для очистки приточного воздуха от пыли и тумана применяют электрофильтры. Работа электрофильтров основана на создании сильного электрического поля при помощи выпрямленного тока высокого напряжения (до 35 кВ), подводимого к коронирующим и осадительным электродам. При прохождении запыленного воздуха через зазор между электродами происходит ионизация молекул воздуха с образованием положительных и отрицательных ионов. Ионы, адсорбируясь на частицах пыли, заряжают их положительно или отрицательно. Пыль, получившая заряд отрицательного знака, стремится осесть на положительном электроде, а положительно заряженная пыль оседает на отрицательных электродах. Эти электроды периодически встряхиваются с помощью специального механизма, пыль собирается в бункере и периодически удаляется (рис.17).

Для средней и тонкой очистки воздуха широко используются фильтры, в которых запыленный воздух пропускается через пористые фильтрующие  материалы. Если размер частиц пыли больше размера пор фильтрующего материала, то действует поверхностный (сеточный) эффект пылеулавливания. Если размер частиц пыли меньше размера пор, то пыль проникает в фильтрующий материал и оседает на частицах или волокнах, образующих этот материал. Такой процесс фильтрования называется глубинным.

В качестве фильтрующих материалов применяют ткани, войлоки, бумагу, сетки, набивки волокон, металлическую стружку, фарфоровые или металлические полые кольца, пористую керамику или пористые металлы.

 

Рис.17. Двухзонные электрофильтры ФЭ и РИОН:

1 и 2 - положительные и отрицательные электроды соответственно;

3, 4 - осадительные электроды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4. Нормы микроклимата  и воздухообмена.

 

 

 

Параметры микроклимата	Содержание коров и  молодняка старше 1 года		Родильное отделение	Профилакторий	Помещение для телят в возрасте, сут.			Помещение для
		привязное и беспривязное (боксовое)			беспривязное на глубокой		20-60	60-120		молодняка на 4-12 мес.	телок старше года и нетелей	бычков на откорме
Температура, °С	10 (8-12)	6 (5-8)	16 (14-18)	18 (16-20)	17. (16-18)	15 (12-18)		12 (8-16)	12 (8-16)	10 (8-12)
Относительная влажность, %	75 (40-85)	75 (40-85)	70 (40-75)	70 (40-75)	75 (40-85)	75 (40-85)		75 (40-85)	75 (40-85)	75 (40-85)
Подвижность воздуха, м/с:
- зимой	0,3-0,4	0,3-0,4	0,2	0,1	ОД	0,2		0,3	0,3	до 1
- переходный период	0,5	0,5	0,3	0,2	0,2	0,3		0,3-0,5	0,3-0,5	до 1
-летом	0,8-1,0	0,8-1,0	0,5	0,3-0,5	0,3-0,5	ДО 1		1,0-1,2	0,8-1,0	до 1
Воздухообмен на 1 кг массы, м3/час, не менее:
- зимой	0,17	0,17	0,18	0,20	0,20	0,20-0,25		0,17	0,17	0,17
- переходный период	0,35	0,35	0,35	0,30-0,40	0,40-0,50	0,40-0,50		0,40-0,50	1,20	1,20
- летом	0,70	0,70	0,70	0,80	1,00-1,20	1,00-1,20		2,50	2,50	2,50
ПДУ шума, дБ	65	65	65	45	45-60	45-60		60	60	65
ПДУ микробной обсемененности, тыс микробных тел в 1 м3 воздуха	70	70	50	20	50	40		70	70	70
ПДК газов:
- углекислого,%	0,25	0,25	0,15	0,15	0,15	0,25	0,25		0,25	0,25
- аммиака, мг/м3	20	20	10	10	10	15	20		20	20
- сероводорода, мг/м3	10	10	5	5	5	10	10		10	10
- оксида углерода, мг/м3	2	2	1	1	2	2	2		2	2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. РАСЧЕТНАЯ   ЧАСТЬ.

 

2.1. Расчет параметров  воздухообмена (часового объема вентиляции, норм и параметров воздухообмена, площади сечения и количества вытяжных и приточных труб для холодного периода года).

 

2.1.1 .Расчет  параметров воздухообмена.

 

Расчет часового объема вентиляции с целью удаления избытка водяных паров и поддержания нормальной влажности, проводят по формуле:

 

L H2O = W/d1-d2

 

48 коров со сред. живой массой 500 кг и удоем 10 кг выделяют водяных

паров с учетом поправочного коэффициента: 48*303*1= 14544 г/ч.

 

49 коров со сред. массой 550 кг и удоем 20 кг выделяют водяных паров

с учетом поправочного коэффициента: 49*400*1= 19600 г/ч.

 

3 сухостойные коровы со средней живой массой 600 кг выделяют водяных

паров с учетом поправочного коэффициента: 3*323*1=969 г/ч.

 

Всего 100 коров выделяют водяных паров: 14544+19600+969=35133 г/ч

 

Испарение влаги с  поверхности ограждающих конструкций  в коровнике при привязном  содержании и механическом удалении навоза (по ф-ле: Wu=Ku*Wж, где Ku - коэффициент, принимаемый в помещениях для КРС при привязном содержании и механической уборке навоза - 0,05; Wж -количество влаги, продуцируемой животными), составляет:

Wu=35113*0,05=1756 г/ч

 

Количество водяных паров, выделяющихся в воздух коровника : 35113+1756= 36869 г/ч

 

L H2O = 36869/7.07-0.78=5862

 

 

 

 

 

 

 

2.1.2. Расчет  показателей воздухообмена и вентиляции по удалению  СО₂ из помещения.

 

Количество углекислого  газа выделяемое 48 коровами со сред. живой массой 500 кг и удоем 10 кг составит 5280 л/ч;

 

Количество углекислого  газа выделяемое 49 коровами со сред, живой массой 550 кг и удоем 20 кг составит 7105 л/ч.

 

Количество углекислого  газа выделяемое 3 сухостойными коровами со средней живой массой 600 кг составляет 360 л/ч.

 

Количество углекислого газа выделенное 100 коровами равно 12745 л/ч.

 

Предельно допустимая концентрация углекислого газа в коровнике составляет 0,25% или C1 = 2,5 л/м³.

Содержание углекислого  газа в атмосферном воздухе составляет в среднем 0,03% т.е. С2 = 0,3 л/м³

Рассчитываем необходимый  уровень воздухообмена по углекислому  газу по формуле:

 

L CO2 = K/C1-C2, где

 

L CO2 - часовой объем вентиляции, м3/ч;

К - количество углекислоты, поступающей в помещение за 1 час, л/ч;

С1 - допустимая концентрация углекислоты в воздухе помещения, л/м3;

C2 - содержание углекислоты в атмосферном воздухе, л/м3

 

L CO2= 12745/2.5-0.3=5793

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 .3. Расчет  количества и режима работы  вентиляции для обеспечения

нормального воздухообмена.

 

За основу расчета  взял данные, полученные по водяным парам  (5862 м3.ч)

Рассчитываем часовой  объем вентиляции по отраслевым нормам по следующей ф-ле: Ln=n*m*Lкг , где,

Ln - часовой объем вентиляции согласно отраслевым нормативам, м3/ч;

n - количество животных, голов;

m - живая масса одной головы, кг

 

(48*500+49*550+3*600)*0.17 = 8967 м3/ч

Таким образом часовой  воздухообмен в коровнике, рассчитанный по влагоизбыткам, для зимнего периода года ниже, чем при расчете по отраслевым нормам, на 8967-5862= 3105 м3/ч.

 

Находим кратность воздухообмена в коровнике по ф-ле: Кр= L/Vn, где

L - часовой объем вентиляции, м3/ч

Vn – объем помещения, м3

 

Объем помещения равен 68,8*9,9*2,8 = 1907 м3

Кратность воздухообмена  равна 5862/1907=3 раза в час.

 

Расчет площади всех вытяжнчх каналов определили по ф-ле: S=L/U*3600 где,

S - суммарная площадь всех вытяжных каналов, м2;

U - скорость движения воздуха в вытяжном канале; 3600 - в 1 час.

 

Скорость движения воздуха  в вытяжном канале (шахте) зависит от его высоты и разности внутреннего и наружного воздуха. Ее определяют по

ф-ле:                                                                  _______

U = 2.2135 * \    / Н(tв-tн)

                         \/   273 + tн

 

где,

U - скорость движения воздуха;

H - высота вытяжного канала; м;

tн - нормативная температура воздуха помещения;

tв  - температура наружного воздуха

 

Находим скорость движения воздуха в вытяжной трубе при её длине 4 м.:

                                                                 ________

U = 2.2135 * \    / 4*(10-(-19)) = 1,5 м/с

      \/   273 + (-19)

Отсюда рабочее сечение  вытяжных труб высотой 4 м. должно составлять:

S = 5862/1,5*3600=1 м2

Приняв площадь сечения  одной вытяжной трубы (0,7x0,7) нашел, что при высоте 4 м количество работающих труб должно быть 1:0,49= 2 трубы.

 

Суммарную площадь приточных  каналов берем в размере 70% от суммарной площади сечения вытяжных каналов, тогда их площадь составит: 1*0,7 = 0,7 м2. Если принять площадь одного канала 0,2X0,2 м , то их в здании будет:

0,7 : 0,04 = 18 каналов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

 

При написании курсовой работы мной были применены в расчетах проверки воздухообмена по выделению углекислого газа в воздух коровника и водяных паров в сравнении с нормами.

Рассчитав параметры  воздухообмена и вентиляции в  коровнике для боксового содержания 100 коров, с механическим удалением навоза; размеры (м): длина 68,8, ширина 9,9, высота2,8. Средняя живая масса 48 коров 500 кг, суточный удой - 10 кг, 49 коров сред, живой массой 550 кг, суточный удой - 20 кг, 3 сухостойные коровы сред. живая масса 600 кг.

Климатический район - г. Краснодар.

Установлено:

1. Часовой воздухообмен  в коровнике, рассчитанный по  влагоизбыткам, для зимнего периода  года слегка отличается от  расчета по выделению СО2 на 5862 - 5793 = 69 м3/ч и ниже, чем при расчете по отраслевым нормам, на

8967 - 5862 = 3105 м3/ч.

 

2. Кратность воздухообмена в коровнике составляет 3 раза в час.

 

3. Для вентиляции в помещения должны быть установлены 2 трубы, сечение 1 трубы составляет (0,7мх0,7м) и 18 каналов , площадь 1 канала равна

0,2м х 0.2м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.  СПИСОК   ЛИТЕРАТУРЫ.

 

1. Антонов П. П. Улучшение  микроклимата животноводческих  зданий// Животноводство. - 1986.

2. Волков Г.К. Гигиена  крупного рогатого скота на промышленных фермах. - М.:Россельхозиздат, 1987.

3. Кракосевич Н.Д. и  др. Роль микроклимата в профилактике  болезней телят раннего возраста // Совершенствование технологий  производства продукции животноводства на промышленной основе: Сб.науч. тр./ ВСХИЗО. - М.: 1981.

4. Кузнецов А.Ф., Демчук  М. В. Гигиена сельскохозяйственных животных.

- М.: Агропромиздат, 1991.

5. Лимаренко А.А. и  др. Практикум по ветеринарной  гигиене. - Краснодар: КГАУ, 2000.

6. Мурусидзе Д.Н. Оборудование  для создания микроклимата на фермах.

- М.: Колос, 1979.

7. Плященко С.И., Трофимов  А.Ф. Содержание коров на фермах и комплексах. - Минск: Ураджай, 1983.

8. Пчелкин Ю.Н., Сорокин  А.И. Устройства и оборудование  для регулирования микроклимата  животноводческих помещений. - М.: Россельхоз-

издат, 1977.

9. Семенюта А. Т.  Гигиена содержания крупного  рогатого скота. - М.: Колос, 1972.

10. Крков В.М. Микроклимат  животноводческих ферм и комплексов. - М.: Колос, 1985.