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

 

Рис. 2.6. Технологічна схема баштової водокачки

 

Середньодобове споживання води в  господарстві Q_ср.д., м³:

Q_ср.д= n₁q₁+ n₂q₂+…+ n_nq_n        (2.26)

де n₁, n₂,...,n_n, - кількість споживачів; q₁, q₂, ...,q_n – добові норми споживання води окремими споживачами різних видів і груп, м³.

Середньодобове споживання води на фермі:

Q_ср.д= (300+52+48)∙100+48∙60+264∙20+140∙30+23∙50 = 53510 л = 53,51 м³

Максимально граничне споживання води:

Q_макс.г = ; м³/год.        (2.27)

де α_д, α_г – коефіцієнт добової і годинної нерівномірності споживання води, α_д,= 1,3, α_г=2,5.

Q_макс.г =

; м³/год.

Розрахунковий об’єм  бака водонапірної башти V_б.р., визначається за формулою:

V_б.р.=V_рег+ V_пот+ V_ав,   (2.28)

де       V_рег - регульований об’єм води в баку водонапірної башти, м³; V_пот – протипожежний запас води, м³;   V_ав – аварійний запас води, м³.

Регульований об’єм  води визначаємо за формулою:

V_рег=0,01  (2.29)

де n – кількість вмикань насоса за годину (приймаємо до 3).

Протипожежний запас  води, м³:

V_пот=3,6∙Q_пот·n_пот·t_пот, (2.30)

де Q_пот – витрати води на гасіння однієї пожежі, м/с; n_пот – кількість одночасних пожеж, n=1; t_пот – тривалість гасіння пожежі, t_пот=10 хв.

Аварійний запас води, м³:

V_ав=Q_макс.г.·t_ав, (2.31)

де t_ав – час, потрібний для усунення можливої аварії, t_ав=2...3 год.

Отже: V_рег=0,01

V_пот=3,6·10·1· =6 м³;

V_ав=7,25·2,5=18,13 м³;

V_б.р.=0,44+6+18,13=24,57 м³.

Максимальні секундні споживання води в точках (рис. 2.7): 1 – будівля, в якій утримується молодняк і нетелі, 2 – корівник для утримання дійних і сухостійних корів і 3 – телятник з приміщенням для утримання телят, з родильним відділенням:

Q_макс.с1= м³/год;

Q_макс.с2 = м³/год;

Q_макс.с3 = м³/год;

 

 

      150  150          150            150

  Н        Н.Б          1        2                3

 

Рис. 2.7. Технологічна схема водопостачання

 

Розрахункові витрати води на окремих ділянках водопроводу від диктуючої точки (корівник) до водонапірного бака:

Q_рг-1 = Q_макс.с1+Q_макс.с3+ Q_пот = 0,0013+0,00042+0,01=0,01172м³/с=11,72л/с;

Q_р1-нб = Q_макс.с1+( Q_макс.с2+ Q_макс.с3)+ Q_пот=

=0,00027+(0,0013+0,00042)+0,01=0,01199м³/с=11,99л/с.

За розрахунковими витратами  води з довідника [8] для обох ділянок  водопроводу вибираємо трубу  діаметром d=125 мм, швидкість води в трубі v=0,75 м/с.

Витрати напору на переборення  тертя вздовж трубопроводу визначається за формулою:

h_т=λ , (2.32)

де λ – коефіцієнт гідравлічного опору, λ=0,027   [2]; l – довжина труби, 250 м; d – діаметр труби; v – швидкість руху води в трубі, м/с; g=9,81 – прискорення вільного падіння; м/с².

h_т=0,027

.

Витрати напору в місцевих опорах приймаємо рівним 5% від втрат по довжині труби, тобто h_м=0,05h_т=0,05·1,54=0,077 м.

Сумарні втрати напору h=1,54+0,077=1,62м.

Розрахункова висота водонапірної башти визначається:

Н_б.р.= Н_в+h+(Z_д-Z_б) (2.33)

де  Н_в – потрібний вільний напір вихідного струменя води у точці розрахунку водорозбору, Н_в=10 м; h – втрати напору у водопроводі від бака водонапірної башти до диктуючої точки, м; Z_д, Z_б – геодезичні відмітки землі відповідно біля диктуючої точки і підніжжя башти, Z_д-Z_б=2 м.

Н_б.р.= 10+1,62+2=13,62м.

За розрахунковим об’ємом  бака V_б.р. і розрахунковою висотою башти Н_б.р, користуючись довідником [1] вибираємо уніфіковану стальну водонапірну башту. Ємність бака V_б=25 м³ діаметр бака Д_б=3 м, висота ствола Н_б=15 м, діаметр ствола Д _ст=1,22 м.

Висота рівня води в баку Н_б.к.=3,48 м.

Максимальне секундне споживання води на фермі:

Qмах.с =

.

Розрахунковий діаметр  нагнітальної труби:

d_p=1,3 ; (2.34)

де Vрек – рекомендована СНиП швидкість руху води в трубі, м/с.

d_p=1,3

.

Приймаємо трубу діаметром d=50 мм.

Швидкість руху води в  трубі:

V=  (2.35)

де d – діаметр труби, м.

V=

;

Втрати напору по довжині труби:

.

Втрати напору в місцевих опорах:

                                                                                                      (2.36)

де ξ – коефіцієнт місцевого опору.

На нагнітальній трубі встановлено дві відкриті засувки і обернений клапан має два плавких вигини під прямим кутом .

Отже: ξ₁=0,1; ξ₂=10; ξ₃=0,14  [2].

.

Розрахунковий напір  насоса:

Н_р=(Z_б-Z_в)+Н_б+Н_б.к.+ + . (2.37)

де Z_б-Z_в – різниця геодезичних відміток землі біля водонапірної башти та мінімального рівня води в джерелі, м; Н_б – висота башти, м; Н_бк – висота рівня води в баку, м.

Н_р=55+15+3,48+3,82+0,56=77,86 м.

За максимальним годинним споживанням води Q_макс.г = 7,25 м³/год. і розрахунковим напором Н_р=77,86 м за допомогою довідника [1] вибираємо заглиблений насос ЄЦВ6-10-80, який має номінальну подачу Q_нас=10 м³/год., і напір Н_нас=80м. Привод насоса здійснюється електродвигуном ПЄДВ-4,5-140. для керування електронасос ним агрегатом приймаємо станцію КАСКАД-4,5-0-У.

 

2.5. Розрахунок освітлення

Одним із суттєвих факторів, який впливає на продуктивність тварин є освітленість приміщення. Воно повинно відповідати нормам технологічного проектування. Для забезпечення потреб народного господарства наша промисловість випускає понад 2,5 млрд. шт. ламп різного призначення в широкому асортименті.

Розрахунок освітлення в корівнику  здійснюється методом коефіцієнта  використання світлового потоку. Прийнята система загального рівномірного освітлення. В якості джерела світла прийнято лампи розжарення та світильник НСП01. Габарити корівника 90х12 м.

Згідно з „галузевими  нормами освітлення сільськогосподарських підприємств споруд, будівель” в корівнику з прив’язним утриманням нормована освітленість встановлена 30 лк.

Визначаємо розрахункову відстань між світильниками L,

L = l·H_р, м          (2.38)

де H_р – розрахункова висота підвісу, м; l – найвигідніша відносна відстань між світильниками.

Величину l вибирають за умови:

l_с≤l≤l_е        (2.39)

де l_с, l_е – відповідно світлотехнічна і економічна вихідна відносна відстань.

Приймаємо l =1,5 [4] для кривої сили світла Д –косинусної, для світильників НСП01.

                                Н_р = Н_пр – h_р - h_з                                     (2.40)

де  Н_пр- висота приміщення, м; Н_пр=3м; h_з – звисання світильників, h_з=0,3 м; h_р – рівень робочої поверхні над підлогою, h_р=0,2 м.

Н_р =3-0,3-0,2=2,5 м.

L=1,5·2,5=3,75 м.

Визначаємо кількість  світильників у ряду n_а, кількість рядів n_в, (при системі загального рівномірного освітлення) й загальну кількість N за допомогою формул:

;

.

N=n_A∙n_B=18∙3=54 шт.

Визначаємо індекс приміщення:

                                ,                                (2.41)

де А і В – довжина і ширина освітлювального приміщення, м.

Значення коефіцієнтів відбиття ρ_ст, ρ_сн, і ρ_р при проектуванні освітлення приймають наближено.

Згідно [4] для світильників типу НСП01 з косинусною кривою світла типу Д при відбиття ρ_ст = 50, ρ_сн =30, і ρ_р. =10 та і=2,5 коефіцієнт використання світлового потоку рівний: η=0,47.

Світловий потік лампи, необхідний для забезпечення заданої мінімальної освітленості визначається за формулою:

                                     , лм                                     (2.42)

де Е - нормована освітленість робочої поверхні, лк; к - коефіцієнт запасу, для освітлювальних установок сільськогосподарських приміщень складає 1,15; S - площа приміщення, S=991,2м²; Z - коефіцієнт нерівномірності освітлення Z=1,1 [4]; N - кількість світильників, шт.; η - коефіцієнт використання світлового потоку, в.о.

.

Згідно з розрахунками вибираємо по потоку лампу, тип лампи. Вибираємо лампу типу Б235-245-100. В якій Ф_л =1330лм, Р_л = 100Вт.

 

Фактична освітленість:

                     (2.43)

Визначаємо фактичне відхилення:

                              (2.44)

Розрахункові дані лежать в межах допустимих значень відхилення:

∆Е_доп =-10... +20%.

Розраховуємо освітлення в фуражній  методом питомої потужності.

Нормована освітленість 10 лк, площа приміщення 28 м². Питома потужність загального рівномірного освітлення Р_пит=6,3 Вт/м².

Потужність лампи визначаємо наступним чином:

Р = Р_пит·S /N, Вт, (2.45)

де N - кількість світильників, шт.; n - кількість ламп у світильнику, n =1 шт; P_пит - питома потужність, Вт/м².

Приймаємо P_пит=6,3 Вт/м².

Визначаємо потужність лампи:

Р =6,3 · 2,8 / 2=88,2 Вт.

Приймаємо лампу розжарення типу Б215-225-75.

Розрахунок в інших приміщеннях розраховуємо аналогічно.

Приміщення для кормів. Нормована освітленість 20 лк, площа приміщення 28 м². Питома потужність  Р_пит=9,7 Вт/м².

Р =9,7 · 28 /2=130 Вт.

Приймаємо лампу розжарення типу Б220-230-100.

Тамбур:  нормована освітленість 100 лк, площа приміщення – 20 м². Питома потужність  Р_пит=46,7Вт/м².

Р =46,7 · 20 /5=186 Вт.

Приймаємо лампою розжарення типу Б215-220-200.

Навантажувальна гною: нормована освітленість 10 лк, площа приміщення 60 м². Питома потужність  Р_пит=3,6 Вт/м².

Р =3,6 · 60 /2=108 Вт.

Приймаємо лампою розжарення типу Б215-225-100.

Результати розрахунків освітлення зведенні в світлотехнічну відомість (табл. 2.9).

Загальну потужність в стійловому приміщенні:

Р_вст=Р∙N, кВт (2.46)

де Р – потужність лампи, кВт; N – кількість лампи в приміщенні, шт.

Р_вст=100∙54=5400Вт=5,4 кВт.

Чергове освітлення приймаємо 10% від  загальної кількості світильників.

N_ч=54∙0,1≈5шт.

Потужність чергового групи:

Р_ч=100∙5=500=0,5 кВт.

 

Таблиця 2.9 Світлотехнічна відомість

Назва приміщення	Площа, м2	Кількість світильників, шт.	Тип світильника	Освітлення, лк	Лампа			Загальна потужність, кВт	Питома потужність, Вт/м2
					Тип	Р, кВт	Ф, лм
Стійлове приміщення	840	54	НСП01-100	30	Б235- 245-100	0,1	1330	5,4	4,7
Фуражна	28	2	НСП01-75	10	БК215-235-75	0,075	1020	0,15	6,3
Приміщення для кормів	28	2	НСП01-100	20	Б220-230-100	0,1	1350	0,2	9,7
Тамбур	20	5	НСП01-200	100	Б215-225-200	0,2	2920	1	46,7
Навантажувальна гною	70	4	НСП01-100	20	Б215-245-160	0,1	1350	0,4	6,4