Електрифікація технологічних процесів на молочнотоварній фермі на 400 голів Агрофірми «Журавушка» Броварського району Київської област

де U_н.п – номінальна напруга електромагнітного пускача, В;  U_кот – номі-нальна напруга котушки електромагнітного пускача, В;  І_н.дв – номінальний струм електродвигуна, А.

Приймаємо електромагнітний пускач ПМЛ450004В.

Отже, за умовами

1. 380 В = 380 В;
2. 63 А ≥ 56,2 А;
3. реверсивний;
4. ступінь захисту ІР00, кліматичне виконання – У;
5. за стійкістю проти спрацювань – В;
6. 220 В = 220 В.

Для витримки часу вибираємо  реле часу ВЛ-43, t_в=3-30 с.

Для комутації електричних  кіл керування вибираємо кнопковий  пост типу ПКЕ72-2У2.

Для управління дробаркою вибираємо низьковольтний комплектний пристрій за умов:

1. за конструкцією;
2. за позначенням класу НКП;
3. за номінальною силою струму головного кола;
4. за U_ном головного кола;
5. за U_кер;
6. за кліматичним виконанням.
7. Вибираємо низьковольтний розподільчий пристрій Я5929-4674У2.

Для інших установок  апарати керування та захисту  вибираємо аналогічно.

 

Вибір силових проводок

Провода і кабелі вибираємо  за тривало допустимими струмами:

І_тр.доп. ≥ І_роб, А              (2.8)

де І_тр.доп.- тривалий робочий струм окремих споживачів, А.

Для електродвигуна приймають  рівним І_тр.доп. = І_дв.н.

Проведемо розрахунок проводу для двигуна дробарки ДБ-5. Отже, вибираємо провід АПВ 4(1×16), прокладений в трубі.

І_тр.доп. = 60А                  

За умови:

60А ≥ 56,2 А;

Діаметр труби визначаємо за формулою:

d_тр = d_пр ; мм          (2.9)

де n – кількість жил, шт.;  d_пр = 7,8 мм – діаметр проводу з ізоляцією; К_з = 0,45 – коефіцієнт заповнення.

d_тр = 7,8

мм

Приймаємо трубу з умовним проходом 25 мм (ГОСТ 3262-79). Проводки споживачів вибрано аналогічно.

 

2.3 Розрахунок  і вибір вентиляційної установки

Продуктивність тварин і птиці значною мірою залежить від мікроклімату приміщень в  яких вони утримуються. Основними характеристиками мікроклімату є: температура, відносна вологість, газовий склад, механічна і бактеріальна забрудненість повітря, швидкість і напрямки повітряних потоків, освітленість приміщень та тривалість світлового дня.

 

Розрахунок  вентиляції за вмістом вуглекислого газу

Кількість припливного повітря, необхідного для зниження концентрації вуглекислого газу, м³/год, визначається за формулою:

L_СО2= ;     (2.10)

де С_СО2 – кількість вуглекислого газу, що виділяється тваринами в приміщенні за годину, л/год. С_СО2 = 118 л/год. [2]; 1,2 – коефіцієнт, який враховує виділення вуглекислого газу мікроорганізмами, підстилкою; N – кількість тварин, гол;  С_дп – допустимий вміст вуглекислого газу, С_дп = 0,0025;  С_з - вміст вуглекислого газу в атмосферному повітрі, С_з=0,0003.

Отже,

L_СО2=

.

 

Мінімально  допустимий повітрообмін, який необхідний

для життєдіяльності  тварин

Визначається за формулою:

L_мін = ; м³/год.    (2.11)

де m – маса однієї тварини, кг;  N – кількість тварин, гол;  а – міні-мально допустимий повітрообмін на 1ц живої маси, м³/год.; а = 17 м³/год.  
m = 400кг;  N=100 голів.

Звідси:

L_мін =

м³/год.

Кратність повітрообміну  в приміщенні визначається за формулою:

К = ;     (2.12)

де V – внутрішній об’єм приміщення, м³.

V=A∙B∙H,     (2.13)

де А – довжина корівника, м;  В – ширина, м;  Н – висота, м.

V=90∙12∙3=3240 м³.

Отже:

К =

.

Оскільки К ≤ 3, то застосовується вентиляція з природним спонукачем.

 

Розрахунок  вентиляції по вмісту вологи

Обмін повітря, потрібний  для видалення надмірної вологи, м³/год:

L_вол =              (2.14)

де W_Т – кількість вологи, що виділяється однією твариною у вигляді пари, г/год., W_Т = 3,77 г/год.;  1,1 – коефіцієнт, що враховує випаровування вологи з підлоги, напувалок та інших конструкцій;  N – кількість тварин, гол.;  
W_дп – допустимий вміст вологи в повітрі приміщення, г/м³; W_з – вміст вологи в атмосферному повітрі, г/м³.

Значення W_дп і W_з визначається за формулами:

W_дп= W_нас.п∙ ; г/м³    (2.15)

W_з= W_наз.з∙ ; г/м³    (2.16)

де W_дп і W_наз.з – вміст водяної пари при повному її насиченні відповідно при оптимальній для даного приміщення температурі, г/м³; φ_п і φ_з – відносна вологість внутрішнього та зовнішнього повітря, %.

Згідно з довідника [2] при розрахунковій температурі Т= -20 ⁰С; W_наз.з = 0,88 г/м³, а при Т=10 ⁰С, W_наз.п = 9,4 г/м³.

Відносна вологість  внутрішнього повітря φ_п =75%, а зовнішнього φ_з=83%.

Звідси:

W_дп= 9,4∙ ; г/м³;

W_з= 0,88∙ ; г/м³.

Отже, кількість повітря, яке необхідне для розчинення водяних парів за годину рівна:

L_вол =

м³/год.

 

Розрахунок  вентиляції по видаленню тепла у перехідний період

Обмін повітря, потрібний  для видалення зайвої теплоти, м³/год.:

L_Т= ;      (2.17)

де: q_Т- кількість вільної теплоти, що виділяється однією твариною середньої для даного приміщення маси, кДж/год.; q_Т=2366 кДж/год. [2];  
N – кількість тварин, голів; Q_ог – втрати теплоти через зовнішні огорожі, кДж/год.; α = 1/273 – температурний коефіцієнт розширення повітря, 1/⁰С;  
С_V = 1,283 – питома об’ємна теплоємність повітря при температурі 0 ⁰С і нормальному тиску, кДж/(м³∙град); Θ_п і Θ_з – температура повітря у приміщенні і надворі, Θ_п =10 ⁰С і   Θ_з = 5 ⁰С.

Витрати теплоти через  зовнішні огорожі Q_ог, кДж/год., наближено можна визначити за формулою:

Q_ог = V∙q₀∙(Θ_п - Θ_з)            (2.18)

де: V – об’єм будівлі за зовнішнім обміром, м³; q₀ – теплова характеристика приміщення, q₀ = 3 кДж/(м³∙град∙год.).

Q_ог = 3240∙3∙(10 - 5) = 48600 кДж/год.;

L_Т=

; м³/год.

Годинна кратність повітрообміну  у вентиляційному приміщенні, разів  за годину:

К₀= ;              (2.19)

де: L_p – розрахункова подача вентиляційної системи.

К₀=

.

Оскільки К ≥ 3, то використовуємо примусову вентиляцію. Отже, приймаємо комплект вентиляційного обладнання з вентиляторами ВО-Ф-5,6А. Продуктивність вентилятора – 6000 м³/год.

Кількість вентиляторів:

                                              N =                                               (2.20)

де L_в – продуктивність вентилятора, м³/год.

N =

шт;

Приймаємо 4 вентилятора.

Технічна характеристика приведена в табл. 2.6.

 

Таблиця 2.6 Технічна характеристика вентилятора ВО-Ф-5,6А

Діаметр робочого колеса, мм	560
Продуктивність (м3/год.) при тиску 19,6 Па	6000±500
Максимальний ККД,%	67
Частота обертання, об/хв.	940
Тип електродвигуна	АИРП80А6
Потужність електродвигуна, кВт	0,37

Розрахунок  системи опалення

Опалення тваринницьких приміщень застосовують в тому випадку, коли кількість тепла, яке виділяється тваринами, недостатньо для компенсації втрат через обмежувальні конструкції, нагрівання свіжого повітря, що підходить у приміщення, та випаровування вологи із змочених і відкритих водних поверхонь, посліду та глибокої підстилки

Кількість теплоти визначають з рівняння теплового балансу, кДж/год.:

Q_оп = Q_ог + Q_в – Q_т,               (2.21)

де Q_ог – кількість теплоти, що витрачається через огороджу поверхні, кДж/год.; Q_в – кількість теплоти, яка витрачається при вентиляції, кДж/год.; Q_т – кількість теплоти, що виділяється тваринами, кДж/год.

Витрати тепла через  зовнішні огорожі визначається за формулою:

Q_ог = V∙q₀∙(Θ_в – Θ_р),           (2.22)

де V – об’єм приміщення, м³; q₀ – теплова характеристика приміщення,  
q₀ = 2,5 кДж/(м³∙град∙год.).

Q_ог = 3240∙2,5∙[10 – (-20)] = 24300 кДж/год.

Кількість теплоти, яка  витрачається при вентиляції приміщення:

Q_в=L_вол∙с∙ν∙( Θ_в – Θ_р),             (2.23)

де L_вол – об’єм повітря потрібний для усунення приміщення зайвої вологи, м³/год.; с – теплоємність повітря, с=1 кДж/(кг∙град.); ν – густина повітря, ν=1,359 кг/м³.

Q_в=6510∙1∙1,359∙[10 – (-20)]=283106 кДж/год.

Вільна теплота, що виділяється  всіма тваринами, що є в приміщенні:

Q_т = q_T∙n,     (2.24)

де q_T – вільна теплота, яка виділяється однією твариною, q_T=2366 кДж/год. [2].

Q_т = 2366∙100=236600 кДж/год.

Отже,

Q_оп = 243000 + 283106 – 236600=289506 кДж/год.

Розрахункова потужність нагрівників потрібних для загального опалення, Р_р, кВт, визначається за формулою:

Р_р =        (2.25)

де η_оп – ККД опалювальної установки, η_оп=1.

Р_р =

кВт.

Для обігріву корів приймаємо  електрокалорифер СФОЦ-63/0,5-И3. технічна характеристика наведена в табл. 2.7.

 

 

Таблиця 2.7. Технічна характеристика електрокалорифер СФОЦ-63/0,5-И3

Встановлена потужність, кВт	76
Продуктивність по повітрю, м3/год.               мінімальна               максимальна	6000 12000
Різниця температур повітря  на вході і виході, 0С      при мінімальній продуктивності       при  максимальній	40 20
Загальний аеродинамічний опір, Па	900
Маса, кг	350

 

 

 

2.4 Розрахунок і вибір обладнання для водопостачання

На молочній фермі  ВРХ на 400 голів для технологічних  цілей потрібна вода питної якості, обладнуємо господарсько-питний водопровід з вводами у виробничі приміщення. Розраховуємо і вибираємо насос і водонапірну башту для водопостачання.

 

 

Таблиця 2.8 Вихідні дані для розрахунку

№	Вид худоби	Кількість голів	Норма, л
1	Дійні корови	300	100
2	Нетелі	48	60
3	Телята	264	20
4	Молодняк	140	30
5	Сухост. корови	52	100
6	Новотільні	48	100

 

 

Будівлі ферми одноповерхові. Точкою найбільш невигідного водозбору  є корівник. Джерело водопостачання – бурова свердловина. Технологічна схема баштової водокачки зображена на рис. 2.6.