Электрификация животноводческой фермы крупного рогатого скота на 2700 голов ЗАО "Агрофирма Луговская" Тюменского района

     d2 - допустимое влагосодержание воздуха.

     d1 - влагосодержание наружного воздуха

     Влага выделяемая животными 

     W1=w·N=143·200=28600 г/ч (3.83) 

     где, w - влага выделяемая одним животным w=143 г/ч стр75 (л-1)

     N-количество животных

     Допустимое  влагосодержание внутри помещения 

     d2=d2нас·φ2=9,4·0,8=7,52 г/мі (3.84) 

     где, d2нас-влагосодержание насыщенного воздуха внутри помещения при оптимальной температуре +10єС по табл.10.3 (л-2) d2нас=9,4 г/мі

     φ-допустимая относительная влажность внутри помещения, по табл.10.2 (л-2) φ=0,8

     Влагосодержание наружного воздуха. 

     d1=d1нас·φ=3,81·0,9=3,42 (3.85)

     где, d1нас-влагосодержание насыщенного наружного воздуха

     φ-относительная  влажность наружного воздуха.

     Т. к. сведений значений расчетной температуры и относительной влажности наружного воздуха нет то ориентировочно расчетную температуру наружного воздуха можно принять равной - 3єС и при такой температуре d1нас=3,81 φ=0.9

     Давление  вентилятора. 

     Р=Рд+Рс=105,6+1154,9=1260,5 Па (3.86)

 

      где, Рд и Рс - динамические и статические  составляющие давления вентилятора.

     Динамическая  составляющая давления 

     Рд=ρ·VІ/2=1,25·13І/2=105,6 кг/мі (3.87) 

     где, ρ-плотность воздуха

     V-скорость воздуха, м/с V=10…15м/с (л-1)

     Определяем  плотность воздуха. 

     ρ=ρ0/ (1+α·U) =1,29/ (1+0,003·10) =1,25кг/мі (3.88) 

     где, ρ0-плотность воздуха при 0єС ρ0=1,29 кг/мі стр34 [л-1]

     U-температура воздуха

     α - коэффициент учитывающий относительное  увеличение объема воздуха при нагревание его на один градус α=0,003 стр.35 [л-1]

     Статическая составляющая давления. 

     Рс=l·h+Рм=66,8·1.8+1035,1=1154,9 Па (3.89) 

     где, Lh-потеря давления, затрачиваемое на преодоление трения частиц воздуха о стенки трубопровода.

     l-длина трубопроводов, равная 66,6м

     h-потери давления на 1 метр трубопровода, Па/м

     Рм - потери давления затрачиваемое на преодоление местных сопротивлений.

     Потери  напора на 1 метре трубопровода. 

     h=64,8·V ·/d · (ρ/1,29) =64,8·13· /750 · (1,25/1,29) =1,8 Па/м (3.90)

 

      где, V-скорость воздуха в трубопроводе, м/с

     d-диаметр трубопровода 

     d=2·а·в/ (а+в) =2·1000·600/ (1000+600) =750 мм (3.91) 

     где, а и в стороны прямоугольного сечения трубопровода а=1000мм в=600мм (л-5). Потери напора в местных сопротивлениях. 

     Рм=Σξ·Рд=Σξ·ρ·UІ/2=9,8·1,25·13І/2=1035 Па/м (3.92) 

     где, ξ-коэффициент местного сопротивления, Σξ=9,8 стр.75 (л-2)

     Вентилятор  подбираем по их аэродинамическим характеристикам. По наибольшему значению L и расчетному значению Р.

     С учетом равномерного распределения  вентиляторов в коровнике выбираем вентилятор Ц4-70 с подачей L=6000 мі/ч, при давлении 630 Па. 

     Ц4-70 N5 n=1350 об/мин η=0,8 

     Определяем  число вентиляторов. 

     n=L/Lв=12000/6000=2 (3.93) 

     где, Lв - подача воздуха одним вентилятором.

     Принимаем 2 вентилятора один из которых будет  располагаться в начале здания другой в конце здания.

     Масса воздуха проходящего через вентилятор. 

     m1=ρ·S·V=1,29·0,6·13=10 кг/с (3.94) 

     где, ρ-плотность наружного воздуха, ρ=1,29кг/мі стр45 (л-1)

     S-площадь сечения трубопроводов S=0,6мІ стр45 (л-2)

     Полезная  мощность вентилятора. 

     Рпол=m1·VІ/2=10·13І/2=845Вт (3.95) 

     Мощность  электродвигателя для вентилятора. 

     Р=Q·Р/1000·ηв·ηп=1,6·630/1000·0,8·0,95=1,3 кВт (3.96) 

     где, Q-подача вентилятора Q=1,6мі

     Р - давление создаваемое вентилятором Р=630Па

     ηв-КПД  вентилятора ηв=0,8

     ηп-КПД  передачи ηп=0,95, для ременной передачи стр80 (л-1)

     Расчетная мощность двигателя для вентилятора. 

     Рр=Кз·Р=1,15·1,3=1,5 кВт (3.97) 

     где, Кз - коэффициент запаса Кз=1,15 стр80 (л-1)

     Для вентилятора выбираем электродвигатель серии RA100L4 с Рн=1,5 кВт Iн=4А

     Расчет  калорифера.

     Определяем  мощность калорифера. 

     Рк=Qк/860·ηк=16191/860·0,9=20,9 кВт (3.98) 

     где, Q-требуемая калорифера, ккал/ч

     ηк-КПД  установки ηк=0,9

     Теплопередачу установки находят из уравнения  теплового баланса помещения.

 

      Qк+Qп=Qо+Qв (3.99) 

     отсюда 

     Qк=Qо+Qв-Qп=114744+26047-124600=16191 ккал/ч 

     где, Qо - теплопотери через ограждения, ккал/ч

     Qв-тепло уносимое с вентилируемым воздухом

     Теплопотери через ограждения 

     Qо=ΣК·F· (Vп·Qм) =8·2049· (10-3) =114744 ккал/ч (3.100) 

     где, К-коэффициент теплопередачи ограждения, ккал/ч К=8 (л-2)

     F-площадь ограждений, мІ F=2049 (л-3)

     Uп - температура воздуха, подведенная в помещение, Uп=+10єС

     Uн  - расчетная температура наружного  воздуха, Uнм=-3єС

     Тепло, уносимое с вентилируемым воздухом. 

     Qв=0,237·ν·V (Qп-Uм) =0,239·1,29·12171· (10-3) =26047 ккал/ч (3.101) 

     где, ν-плотность воздуха, принимаемая  равной 1,29 кг/мі стр.56 (л-1)

     V - обьем обогащаемого воздуха за 1 час 

     V=Vп·Коб=4057·3=12171мі (3.102) 

     где, Vп - объем помещения равный 4057мі

     Коб - часовая кратность воздухообмена

     Тепловыделение  в помещение 

     Qп=g·N=623·200=124600 ккал/ч (3.103)

     где, g-количество тепла выделяемого одним животным за 1 час, для коров весом до 500 кг g=623 ккал/ч стр89 (л-1)

     N-число коров.

     Считаем, что в каждую фазу включены по два  нагревательных элемента.

     Определяем  мощность одного нагревательного элемента. 

     Рэ=Рк/μ·n=10,4/3·2=1,6 кВт (3.104) 

     где, n - число нагревателей.

     μ - число фаз.

     Рабочий ток нагревательного элемента 

     Iраб=Рэ/Uф=1,6/0,22=7,2 А (3.105) 

     где, Uф - фазное напряжение.

     Принимаем 6 ТЭН мощностью 2 кВт: ТЭН-15/0,5 Т220

     Принимаем 2 калорифера СФОЦ-15/0,5Т один из которых  устанавливаем в начале комплекса  другой в конце 

     Таблица 3.7. Технические данные калорифера.

3.8 Выбор (описание) холодного и горячего водоснабжения

3.8.1 Выбор оборудования

     При автоматизации водоснабжения значительно  сокращаются затраты на подачу воды потребителям и улучшаются условия  труда обслуживающего персонала. Проанализируем водоподъемные установки и выберем  наиболее подходящую.

     Водоподъемная установка ВУ-5-3ОА.

     Предназначена для водоснабжения животноводческих ферм и т.д. с учетом потреблением воды 75…. .90 м³.

     В качестве водоисточников могут использоваться шахтные колодцы, открытые и закрытые водоисточники, скважины диаметром  не менее 150 мм и динамическим уровнем  воды не более 5 м.

     Основные  узлы: вихревой консольный насос ВК-2/26, гидроаккумулятор, система управления. Станция управления совместно с  реле давления обеспечивает работу установки  в автоматическом режиме, защиту от токов короткого замыкания, технологических  перегрузок и перегрузок, вызванных  потерей напряжения в одной из фаз питающей сети, ручное управление работой установки.

     Установка снабжена предохранительным клапаном, предназначенным для сброса воды из трубопровода при повышении давления в гидроаккумуляторе выше 0,45 мПа. Водоподъемная установка ВУ-5-ЗОА  имеет степень снижения затрат труда 33,3 и эксплуатационные издержки 27,17%.

     Водоподъемная установка ВУ-10-ЗОА.

     назначение  аналогично ВУ-5-ЗОА и водоисточник тоже.

     Основные  узлы: два вихревых консольных насоса ВК-2/26, все остальные узлы такие  же, как и у ВУ-5-ЗОА. Степень  снижения затрат труда 27,3 и эксплуатационные издержки 17,47%.

     Водоподъемная установка ВУ-16-28.

     Предназначена для водоснабжения животноводческих ферм, жилых зданий, учреждений, суточная потребность которых не превышает 190 м³.

     Требования  к источникам и скважин остаются стандартными.

     Основные  узлы: центробежный консольный насос 2К-20/30, два гидроаккумулятора вместимостью 0,3 м³, станция управления манометр.

     Комплектация  станции стандартная, в том числе  и защита.

     Предохранительный клапан срабатывает также выше 0,45 мПа.

     Водоподъемная установка ВУ-10-80.

     Назначение  аналогично, с суточным потреблением до 150 м³. Водоисточник аналогичен, динамический уровень воды до 60 м.

     Основные  узлы: электронасос ЭЦВ-10-80, гидроаккумулятор, станция управления. Работа станции  и комплектация такая же.

     Установка снабжена предохранительным клапаном, срабатывает при повышении давления в гидроаккумуляторе выше 0,45 мПа.