Расчетная часть по зоогигиене производства с-х хозяйства для ветеринаров

Раздел 5. Расчетная  часть

1. Расчет воздухообмена. В коровнике  размером 66,0 х 12,0 х 3,0 м ( кубатура 2376м3) будет содержаться 100 коров  с живой массой 600кг и 25 нетелей  с живой массой 400кг.

2. Нормативы микроклимата: температура  воздуха в коровнике в самый холодный период должна быть не меньше +10С при относительной влажности не больше  80% и концентрации углекислого газа не больше 0,2% . Это значит, что в 1м3 воздуха может быть 2л углекислого газа. Концентрация углекислого газа в атмосферном воздухе постоянная - 0,03% , или 0,3 л на 1м3.

Средняя расчетная температура  атмосферного воздуха в январе, для  Луганска принята за -6,6 С, а абсолютная влажность- 3,7 мб, или 2,775 мм рт. ст.

В октябре температура принята  за + 8,1 С, влажность 8 мб или 6 мм рт. ст.

3. Одна корова живой массой 600 кг выделяет 138 л углекислого газа, 440 г водяного пара, 670 ккал свободного  тепла, а нетели с живой массой 400 кг -углекислого газа 118 л, 380 г водяного  пара, 569 ккал свободного тепла.

Необходимо определить:

1. объем вентиляции;
2. кратность обмена воздуха;
3. объем вентиляции на одно животное;
4. необходимую общую площадь вытяжных вентиляционных труб;
5. необходимую общую площадь приточных каналов;
6. тепловой баланс.

Объем вентиляции по углекислому  газу рассчитывают по формуле:

 

                          L = K : C1- C2,

где L - объем вентиляции, или количество воздуха, который подлежит удалению из помещения за 1 час, м3;

К - количество углекислого  газа, которое выделяют все животные за 1 час, л;

С1 - допустимое количество углекислого газа в 1 м3 воздуха помещения;

С2 - количество углекислого  газа в 1 м3 атмосферного воздуха.

 Определение величины  К :

    100 коров х  138 л/час = 13800 л/час

    25 нетелей х  118 л/час = 2950 л/час

Всего: 13800 + 2950 = 16750 л/час.

                 Lcо2 = 16750 : 1,7 = 9852,941 м3/час

Объем вентиляции по водяному пару расчитывают по формуле:

                         L = Q : q1 - q2,

где L - объем вентиляции, или количество воздуха, м3;

Q - количество водяного пара, который выделяют животные за 1 час, г.

К этому количеству добавляла  надбавку 10%  на испарение влаги  с поверхности пола, кормушек, поилок;

q1 - количество водяного пара в 1м3 воздуха помещения при допустимой относительной влажности и средней температуре, г.

     Абсолютная  влажность будет составлять:

         9,17 - 100%

         х    -   80%            х = 9,17 х 80 : 100 = 7, 34 мм рт. ст.

    Определение  величины Q:

       100 коров  х 440 г/час = 44000

       25 нетелей  х 380 г/час = 9500

Всего: 44000 + 9500 = 53500 ( поправка 10% = 5350 г/час)

        53500 + 5350 = 58850 л/час

 Данные подставляем  в формулу:

        Lн2о = 58850 : 7,34 - 2,775 = 12891, 566 м3/час.

Из полученных данных видно, что в условиях Луганской  области для того, чтоб зимой в  коровнике поддержать влажность  воздуха на оптимальном уровне, необходимо вводить в помещение значительно больше чистого воздуха, нежели этого требует расчет, проведенный по углекислому газу. В данном случае объем вентиляции 12891,566.

2. Расчет кратности  обмена воздуха.

Установлено, что кратность  обмена воздуха, меньше за 3 раза в час, обеспечивает вентиляция с природным возбудителем тяги. Кратность обмена воздуха от 3 до 5 раз в час может лишь обеспечить вентиляция с искусственным возбудителем тяги, а более 5 раз в час - лишь принудительная вентиляция с подачей в помещение в холодное время года подогретого воздуха.

В нашем случае кратность  обмена воздуха составляет:

            С = L : V = 12891,566 : 2376 = 5,4 раз/час

С полученных данных видно, что в данном коровнике  часовой  обьем вентиляции будет осуществляться за счет принудительной вентиляции.

3. расчет объема вентиляции на одно животное.

Для определения этого  показателя необходимо часовой объем  вентиляции разделить на количество животных. В данном случае получим : 12891,566 : 125 = 103,132 м3/час/гол. Что соответствует норме для КРС.

4. Расчет необходимого сечения площади вытяжных вентиляционных каналов.

Площадь сечения вентиляционных каналов должна быть такой, чтоб  через нее за 1 час прошел весь часовой объем вентиляции. В нашем  случае разница температур составит 16 С(внешняя температура января для Луганска принята за -6,6 С, а внутренняя расчетная температура коровника + 10 С). Высота вытяжного вентиляционного канала должна быть 4 м.

                         S = L : 3600 х Н

S - площадь сечения вытяжных вентиляционных каналов, м2;

L - объем вентиляции, м3/час;

3600 - количество секунд  в 1 час;

Н - быстрота движения воздуха  при прохождении через вытяжную трубу определенной высоты и при  определенной разнице температур, м/с.

                        S = 12891,566 : 3600 х 1,9 = 3,285 м2.

 

  Таким образом,  на одно животное площадь сечения  должна составить : 32850 : 125 = 262,8 см2 . Что соответствует норме для  КРС.

Расчет количества вытяжных каналов : 3,285 : 0,81 = 4 шт.

5. Расчет необходимой площади приточных вентиляционных каналов.

Соответственно санитарных норм площадь приточных каналов  должна составить не меньше 80% площади  вытяжных. Таким образом получим :

   3,285 - 100%

    Х     -  80%          Х  = 3,285 х 80 : 100 = 2,628 м2.

Найдем количество приточных каналов для этого 2,628 : 0,09 = 29 шт.

                Расчет воздухообмена по октябрю.

Луганск температура +8,1 С, влажность 8,0%, температура в помещении + 15%.

Объем вентиляции по водяному пару :

                  L = Q : q1 - q2

Q = 58850 х 1,24 = 72974 г/час

            12,7 - 100

              Х  - 80%            Х = 12,7 х 80 : 100 = 10, 16 мм рт. ст.

                  Lн2о = 58850 : 10,16 - 6 = 14146,635 м3/час

Расчет кратности обмена воздуха :

             С = L : V = 14146,635 : 2376 = 6 раз/час

Расчет объема вентиляции на одно животное :

14146,635 : 125 = 113,173 м3/час/гол. Что соответствует  норме для КРС.

Расчет необходимого сечения площади  вытяжного вентиляционного канала:

           S = 14146,635 : 3600 х 0,7 = 5,614

То на одно животное S должно быть 56140 : 125 = 449,12 см2. Что не соответствует норме превышая на 149,12 см2.

Расчет количества вытяжных каналов : (5,614 : 0,81 = 7 шт).

Расчет приточной вентиляции :

                        5,614 - 100

                        Х      -  80             Х = 5,614 х 80 : 100 = 4, 491 м2.

Найдем количество приточных каналов ( 4,491 : 0,09 = 50 шт).

6. Расчет теплового баланса.

Тепловой баланс животноводческих помещений - это соотношение между  приходящими и выходящими частями  тепла у них. Если прибыль тепла в помещении превышает его затраты то имеем положительный тепловой баланс, а если наоборот превышает затраты, то баланс будет отрицательным.

Поступление тепла в не отапливаемое помещение вычисляют поколичеству тепла выделенного животными  которые в нем находятся.

Затраты тепла состоят из:

• тепла, которое необходимо для подогрева вентиляционного воздуха;
• тепла, которое поступает во внешнюю атмосферу через ограждаюшие конструкции;
• тепла, которое затрачивается на испарение влаги с поверхности пола,

подстилки, навоза, автопоилок.

Тепловой баланс помещения  вычисляют по формуле :

       Qжив =   t ( g х 0,24 +     KF) + Wпомещ

Qжив -  тепло, которое выделяют животные за 1 час, ккал;

   t - разница между температурой воздуха внутри помещения и внешнего, С;

g   - количество воздуха, которое выводится из помещения вентиляцией или которое поступает за 1 час, кг;

0,24  - теплоемкость  воздуха, ккал/ кг/град;

К - коэффициент общей  теплопередачи через ограждающие  конструкции, ккал/ м2/град;

F - площадь ограждающих конструкций, м2;

-показатель того, что все результаты K х F суммируют, то есть К каждой отдельной части ограждений умножают на площадь, а потом все результаты суммируют;

Wпомещ  - затраты тепла на испарение влаги с поверхности пола и других ограждений ккал/час.

1. Поступление тепла

Количество выделенного  животными тепла V ( Qжив) составляет:

  100 х 670 = 67000 ккал/час;

  25 х 569 = 14225 ккал/час;

  Вместе - 81225 ккал/час.

2. Потери тепла

а) Потери тепла на подогрев вентиляционного воздуха высчитывают  по формуле :

      0,24 х G ( Твн - Твнеш ) ,

где 0,24 - теплоемкость воздуха, или количество тепла, необходимого на подогрев 1 кг воздуха, ккал/кг/град;

G - масса вентиляционного воздуха, кг;

Твн - температура внутри помещения, С;

Твнеш - температура внешнего воздуха, С.

    Масса вентиляционного  воздуха составляет : 12891,566 х 1,223 = 15766,385

                  0,24 х 15766, 385 х 16,6 = 62813,278 ккал/ час.

 

 

 

 

 

 

 

 

б) Потери тепла через  ограждающие конструкции                           Таблица 1.

Ограждение	Коэф. ( К )	Площадь ( F ), м2	К х F	Разница температ.	Теплопотери, какл/ч
Площадь пола	0,48	66,00 х 12,00 = 792,00	380,16	16,6	6310,656
Площадь потолка	0,248	66,00 х  12,00 = 792,00	196,416	16,6	3260,506
Площадь  окон	0,48	28 х 1,2 х 1,2 = 40,32	19,354	16,6	321,276
Площадь ворот	2,0	4 х 2,1 х 2,4 = 20,16	40,32	16,6	669,312
Площадь дверей	2,0	1 х 1,2 х 2,1 = 2,52	5,04	16,6	83,664
Площадь стен		66,00 х 3 х 2 = 396 12,00 х 3 х 2 = 72 +396 = 468
Площадь чистых стен	0.98	468 - 40,32 + 20,16 + 2,52 = 405	396,9	16,6	6588,54
		Всего	1038,19	16,6	17233,954

 

6588,54 + 321,276 + 669,312 х 0,13 = 985,287

Вместе с теплопотерями  составляет : 985,287 + 17233,954 = 18219,241 ккал/час.

в) Определение теплопотерь  на испарение влаги с ограждений, которые приравнивают 10% влаги, которую выделяют животные. Установили, что 10 % влаги, которую выделяют животные, составил 5350г/час. чтоб выпарить 1г воды, необходимо 0,595 ккал.

5350 х 0,595 = 3183.25 ккал/час.

                                  Потери тепла

1. На подогрев вентиляцион-

ного воздуха                                                              62813,278

2. На обогрев строительных

конструкций                                                              18219,241

3. На испарение воды через

ограждения                                                                3183.25

Всего                                                                          84215.769

                                 Тепловой баланс

Потери тепла                                                             84215.769

Поступление тепла                                                    81225

 Недостаток                                                                34823,269.

                       Расчет нулевого баланса

Определение   t нулевого баланса животноводческого помещения необходимо для расчета границы внешней температуры, при которой еще возможна безпрерывная эксплуатация вентиляции  t нулевого баланса расчитываем по формуле:

           Qжив   - Wпомещ  : G х 0,24 +    К х  F

            81225 - 3183,25 : 15766,385 х 0,24 + 1038,19 = 16,2 С

Таким образом, разница  между температурой воздуха внутри помещения и температурой внешнего воздуха не должна превышать 16,2 С.

Поскольку средняя температура  самого холодного месяца для Луганска принята за -6,6 С , то температура внутри помещения будет снижаться до 9,6 С.

                                16,2 - 6,6 = 9,6

Максимальное давление водяного пара при температуре 9,6 С  составляет 8,93 мм рт. ст. Относительная влажность воздуха составит : ( 7,34 х 100 ) : 8,93 = 82,2% .

Поэтому относительная  влажность воздуха в коровнике  при предыдущем объеме вентиляции и  при снижении до 9,6 С температуре  увеличится до 82,2.