Комплексная механизация животноводческой фермы крупного рогатого скота

Министерство Сельского Хозяйства РФ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Алтайский Государственный Аграрный Университет КАФЕДРА: МЕХАНИЗАЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА»

ТЕМА КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОЙ ФЕРМЫ — КРС Выполнил студент 243 гр Штергель П. П Проверил Александров И. Ю БАРНАУЛ 2010 г.

АННОТАЦИЯ В данной курсовой работе произведён выбор основных производственных зданий для размещения животных стандартного типа.

Основное внимание уделено вопросам разработки схемы механизации производственных процессов, выбору средств механизации на основе технологических и технико-экономических расчётов.

ВВЕДЕНИЕ

Повышение уровня качества продукции и обеспечение соответствия её показателей качества нормам является важнейшей задачей, решение которой немыслимо без наличия квалифицированных специалистов.

В данной курсовой работе приведены расчёты скотомест на ферме, выбор зданий и сооружений для содержания животных, разработка схемы генерального плана, разработка механизации производственных процессов включающая в себя:

— Проектирование механизации подготовки кормов: суточные рационы каждой группы животных, количество и объем хранилищ кормов, производительность кормоцеха.

— Проектирование механизации раздачи кормов: требуемая производительность поточной технологической линии раздачи кормов, выбор кормораздатчика, количество кормораздатчиков.

— Водоснабжение фермы: определение потребности в воде на ферме, расчёт наружной сети водопровода, выбор водонапорной башни, выбор насосной станции.

— Механизация уборки и утилизации навоза: расчёт потребности в средствах удаления навоза, расчёт транспортных средств для доставки навоза в навозохранилище;

— Вентиляция и отопление: расчёт вентиляции и отопления помещения;

— Механизация доения коров и первичной обработки молока.

Приведены расчеты экономических показателей, изложены вопросы по охране природы.

1. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА

1.1 РАЗМЕЩЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗОН И ПРЕДПРИЯТИЙ Плотность застройки площадок сельскохозяйственными предприятиями регламентируется данными. табл. 12.

Минимальная плотность застройки составляет 51- 55%

Ветеринарные учреждения (за исключением ветсанпропускников), котельные, навозохранилища открытого типа строят с подветренной стороны по отношению к животноводческим зданиям и сооружениям.

Выгульно-кормовые дворы или выгульные площадки располагают у продольных стен здания для содержания скота.

Хранилища кормов и подстилки строят с таким расчётом, чтобы обеспечивались кратчайшие пути, удобство и простота механизации подачи подстилки и кормов к местам использования.

Ширина проездов на площадках сельскохозяйственных предприятий рассчитывается из условий наиболее компактного размещения транспортных и пешеходных путей, инженерных сетей, полос деления с учётом возможного заноса снегом, но она не должна быть менее противопожарных, санитарных и зооветеринарных расстояний между противостоящими зданиями и сооружениями.

На участках, свободных от застройки и покрытий, а также по периметру площадки предприятия следует предусмотреть озеленение.

2. Выбор зданий для содержания животных Количество скотомест для предприятия крупного рогатого скота молочно-товарного направления, 90% коров в структуре стада, рассчитывается с учётом коэффициентов приведённых в таблице 1. стр. 67.

Таблица 1. Определения количества скотомест на предприятии

На основании расчетов выбираем 2 коровника на 200 голов привязного содержания.

Новотельные и глубокостельные с телятами профилакторного периода находятся в родильном отделении.

3. Приготовление и раздача кормов На ферме КРС будем использовать следующие виды кормов: сено разнотравные, солому, силос кукурузный, сенаж, концентраты (мука пшеничная), корнеплоды, соль поваренная.

Исходными данными для разработки этого вопроса являются:

— поголовье фермы по группам животных (см. раздел 2);

— рационы каждой группы животных:

3.1 Проектирование механизации подготовки кормов Разработав суточные рационы каждой группы животных и зная их поголовье, приступаем к расчёту требуемой производительности кормоцеха, для чего рассчитываем суточный рацион кормов, а так же количество хранилищ.

3.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНЫЙ РАЦИОН КОРМОВ КАЖДОГО ВИДА ПО ФОРМУЛЕ

q _{сут i =}

m_j — поголовье j — той группы животных;

a_ij — количество кормов i — того вида в рационе j — той группы животных;

n — количество групп животных на ферме.

Сено разнотравное:

qсут.10 = 4•263+4•42+3•42+3· 45=1523 кг.

Силос кукурузный:

qсут.2 = 20•263+7,5· 42+12·42+7,5·45=6416,5 кг.

Сенаж бобово-злаковый:

qсут.3 = 6· 42+8·42+8·45=948 кг.

Солома яровой пшеницы:

qсут.4 = 4•263+42+45=1139 кг.

Мука пшеничная:

qсут.5 = 1,5•42+1,3· 45+1,3•42+263·2 =702,1 кг.

Соль поваренная:

qсут.6 = 0,05•263+0,05•42+ 0,052•42+0,052•45 =19,73 кг.

3.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КОРМОЦЕХА

Q_сут. =? q_сут.

Q_сут. =1523+6416,5+168+70,2+948+19,73+1139=10 916 кг

3.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КОРМОЦЕХА

Q_тр. = Q_сут./(Т_раб.•d)

где Т_раб. — расчетное время работы кормоцеха для выдачи корма на одно кормление (линии выдачи готовой продукции), ч.;

Т_раб. = 1,5 — 2,0 ч.; Принимаем Т_раб. = 2ч.; d — кратность кормления животных, d = 2 — 3. Принимаем d = 2.

Q_тр. =10 916/(2· 2)=2,63 кг/ч.

Выбираем кормоцех ТП 801 — 323, обеспечивающий расчётную производительность и принятую технологию обработки кормов, стр. 66.

Доставка кормов к животноводческому помещению и их раздача внутри помещения осуществляется мобильным техническим средством РММ 5,0

3.1.4 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПОТОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ РАЗДАЧИ КОРМОВ В ЦЕЛОМ ДЛЯ ФЕРМЫ

Q_тр. = Q_сут./(t_разд.•d)

где t_разд. -время, отводимое по распорядку дня фермы на раздачу кормов (линии выдачи готовой продукции), ч.;

t_разд. = 1,5 — 2,0 ч.; Принимаем t_разд = 2ч.; d — кратность кормления животных, d = 2 — 3. Принимаем d = 2.

Q_тр. = 10 916/(2· 2)=2,63 т/ч.

3.1.5 определяем фактическую производительность одного кормораздатчика

Gк — грузоподъемность кормораздатчика, т; tр — длительность одного рейса, ч.

Q ^р_ф =3300/0,273=12 088 кг/ч

t_р.= t_з + t_д + t_в ,

tр = 0,11+0,043+0,12=0,273 ч.

где tз, tв — время загрузки и выгрузки кормораздатчика, т; tд — время движения кормораздатчика от кормоцеха к животноводческому помещению и обратно, ч.

3.1.6 определяем время загрузки кормораздатчика

tз= Gк/Qз ,

где Qз — подача технического средства на погрузке, т/ч.

tз=3300/30 000=0,11 ч.

3.1.7 определяем время движения кормораздатчика от кормоцеха к животноводческому помещению и обратно

tд=2· Lср/Vср где Lср — среднее расстояние от места загрузки кормораздатчика до животноводческого помещения, км; Vср — средняя скорость движения кормораздатчика по территории фермы с грузом и без груза, км/ч.

tд=2*0,5/23=0,225 ч.

tв= Gк/Qв ,

где Qв — подача кормораздатчика, т/ч.

tв=3300/27 500=0.12 ч.

Qв= qсут · Vр/a · d ,

где, а — длина одного кормо-места, м; Vр — расчетная скорость кормораздатчика, м/с; qсут — суточный рацион животных; d — кратность кормления.

Qв= 33· 2/0,0012·2=27 500 кг

3.1.7 Определяем количество кормораздатчиков выбранной марки

z = Qтр/

z = 2729/12 088=0,225, принимаемz =1

3.2 ВОДОСНАБЖЕНИЕ

3.2.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ СРЕДНЕСУТОЧНЫЙ РАСХОД ВОДЫ НА ФЕРМЕ Потребность в воде на ферме зависит от количества животных и норм водопотребления, установленных для животноводческих ферм.

Q_ср.сут. = m₁q₁ + m₂q₂ + … + m_nq_n

где m₁, m₂,… m_n — число каждого вида потребителей, голов;

q₁, q₂, … q_n — суточная норма потребления воды одним потребителем, (для коров — 100 л, для нетелей — 60 л);

Q_ср.сут = 263•100+42•100+45•100+42•60+21· 20=37 940 л/сут.

3.2.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ МАКСИМАЛЬНЫЙ СУТОЧНЫЙ РАСХОД ВОДЫ

Q_m.сут. = Q_ср.сут.• б₁

где б₁ = 1,3 — коэффициент суточной неравномерности,

Q_m.сут = 37 940•1,3 =49 322 л/сут.

Колебания расхода воды на ферме по часам суток учитывают коэффициентом часовой неравномерности б₂ =2,5:

Q_m.ч = Q_m.сут•?б₂ / 24

Q_m.ч = 49 322•2,5 / 24 =5137,7 л/ч.

3.2.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ МАКСИМАЛЬНЫЙ СЕКУНДНЫЙ РАСХОД ВОДЫ

Q_m.с = Q_т.ч / 3600

Q_m.с =5137,7/3600=1,43 л/с

3.2.4 РАСЧЁТ НАРУЖНОЙ СЕТИ ВОДОПРОВОДА Расчёт наружной сети водопровода сводится к определению диаметров труб и потерь напора в них.

3.2.4.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ДИАМЕТР ТРУБЫ ДЛЯ КАЖДОГО УЧАСТКА

d =

где v — скорость воды в трубах, м/с, v = 0,5−1,25 м/с. Принимаем v = 1 м/с.

участок 1−2 протяженность — 50 м.

d = 0,042 м, принимаем d = 0,050 м.

3.2.4.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ПО ДЛИНЕ

h_т =

где л — коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий от материала и диаметра труб (л = 0,03); L = 300 м — длина трубопровода; d — диаметр трубопровода.

h_т=0,48 м

3.2.4.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ВЕЛИЧИНУ ПОТЕРЬ В МЕСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЯХ Величина потерь в местных сопротивлениях составляет 5 — 10% от потерь по длине наружных водопроводов,

h_м = = 0,07•0,48= 0,0336 м Потери напора

h = h_т + h_м = 0,48+0,0336 = 0,51 м

3.2.5 ВЫБОР ВОДОПРОВОДНОЙ БАШНИ Высота водонапорной башни должна обеспечить необходимый напор в наиболее удалённой точке.

3.2.5.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ВЫСОТУ ВОДОПРОВОДНОЙ БАШНИ

H_б = H_св + H_г + h

где H_св — свободный напор у потребителей, H_св = 4 — 5 м,

принимаем H_св = 5 м,

H_г — геометрическая разность нивелирных отметок в фиксирующей точке и в месте расположения водонапорной башни, H_г = 0, т. к. местность ровная,

h — сумма потерь напора в наиболее удалённой точке водопровода,

H_б = 5 + 0,51= 5,1 м, принимаем H_б = 6,0 м.

3.2.5.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ОБЪЁМ ВОДОПРОВОДНОГО БАКА Объем водонапорного бака определяется необходимым запасом воды на хозяйственно-питьевые нужды, противопожарные мероприятия и регулирующим объемом.

W_б = W_р + W_п + W_х

где W_х — запас воды на хозяйственно — питьевые нужды, м³ ;

W_п — объём на противопожарные мероприятия, м³ ;

W_р — регулирующий объём.

Запас воды на хозяйственно — питьевые нужды определяется из условия бесперебойного водоснабжения фермы в течение 2 ч на случай аварийного отключения электроэнергии:

W_х = 2Q_т.ч. = 2•5137,7•10^-3 = 10,2 м На фермах с поголовьем более 300 голов устанавливаются специальные противопожарные резервуары, рассчитанные на тушение пожара двумя пожарными струями в течение 2 ч с расходом воды 10 л/с, поэтому W_п =72 000 л.

Регулирующий объём водонапорной башни зависит от суточного потребления воды [3], табл. 28:

W_р = 0,25•49 322•10^-3 = 12,5 м³ .

W_б = 12,5+72+10,2 = 94,4 м³.

Принимаем: 2 башни объёмом резервуара 50 м³

3.2.6 ВЫБОР НАСОСНОЙ СТАНЦИИ Выбираем тип водоподъёмной установки: принимаем центробежный погружной насос для подачи воды из буровых колодцев.

3.2.6.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ Производительность насосной станции зависит от максимальной суточной потребности в воде и режима работы насосной станции.

Q_н = Q_m.сут./Т_н

где Т_н-время работы насосной станции, ч. Т_н = 8−16 ч.

Q_н =49 322/10 =4932,2 л/ч.

3.2.6.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОЛНЫЙ НАПОР НАСОСНОЙ СТАНЦИИ Н = Н_гв + h_в + Н_гн+h_н

где Н — полный напор насоса, м; Н_гв — расстояние от оси насоса до наименьшего уровня воды в источнике, Н_гв = 10 м; h_в — величина погружения насоса, h_в = 1,5…2 м, принимаем h_в = 2 м; h_н — сумма потерь во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м

h_н = h_вс + h

где h — сумма потерь напора в наиболее удалённой точке водопровода; h_вс — сумма потерь напора во всасывающем трубопроводе, м, можно пренебречь ферма балансовый производительность оборудование

h_н = 0,51 м Н_гн = Н_б ± Н_z + Н_р

где Н_р — высота бака, Н_р = 3 м; Н_б — высота установки водонапорной башни, Н_б = 6 м; Н_z — разность геодезических отметок от оси установки насоса до отметки фундамента водонапорной башни, Н_z = 0 м:

Н_гн = 6,0+ 0 + 3 = 9,0 м.

Н = 10 + 2 +9,0 + 0,51 = 21,51 м.

По Q_н =4932,2 л/ч = 4,9322 м³/ч., Н = 21,51 м. выбираем насос:

Берём насос 2ЭЦВ6−6,3−85.

Т.к. параметры выбранного насоса превышают расчетные, то насос будет загружен не полностью; следовательно, насосная станция должна работать в автоматическом режиме (по мере расхода воды).

3.3 УБОРКА НАВОЗА Исходными данными при проектировании технологической линии уборки и утилизации навоза являются вид и поголовье животных, а также способ их содержания.

3.3.1 РАСЧЁТ ПОТРЕБНОСТИ В СРЕДСТВАХ УДАЛЕНИЯ НАВОЗА От принятой технологии уборки и утилизации навоза существенно зависит стоимость животноводческой фермы или комплекса и, следовательно, продукции.

3.3.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ КОЛИЧЕСТВО НАВОЗНОЙ МАССЫ ПОЛУЧАЕМОЙ ОТ ОДНОГО ЖИВОТНОГО

G₁ = б (K + M) + П

где K, M — суточное выделение кала и мочи одним животным, П — суточная норма подстилки на одно животное, б — коэффициент, учитывающий разбавление экскрементов водой;

Суточное выделение кала и мочи одним животным, кг:

Дойные = 70,8 кг.

Сухостойные = 70,8 кг Новотельные = 70,8кг

Нетели = 31,8 кг.

Телята = 11,8

3.3.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНЫЙ ВЫХОД НАВОЗА С ФЕРМЫ

G_сут. =

m_i — поголовье животных однотипной производственной группы; n — количество производственных групп на ферме ,

G_сут. = 70,8•263+70,8•45+70,8•42+31,8•42+11,8· 21=26 362,8 кг/ч? 26,5 т/сут.

3.3.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ГОДОВОЙ ВЫХОД НАВОЗА С ФЕРМЫ

G_г = G_сут•D•10^-3

где D — число дней накопления навоза, т. е. продолжительность стойлового периода, D = 250 дней,

G_г =26 362,8•250•10^-3 =6590,7 т

3.3.1.4 ВЛАЖНОСТЬ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА

W_н =

где W_э — влажность экскрементов (для КРС — 87%),

W_н = = 89%.

Для нормальной работы механических средств удаления навоза из помещения должно выполнятся условие:

Q_тр? Q

где Q_тр — требуемая производительность навозоуборочного средства в конкретных условиях; Q — часовая производительность того же средства по технической характеристике

Q_тр =

где G_c^* — суточный выход навоза в животноводческом помещении (на 200гол),

G_c^* =14 160 кг, в = 2- принятая кратность уборки навоза, T — время на разовую уборку навоза, Т =0,5−1ч, принимаем Т =1ч, м — коэффициент, учитывающий неравномерность разового количества навоза, подлежащего уборке, м = 1,3; N — количество механических средств, устанавливаемых в данном помещении, N =2,

Q_тр = = 2,7 т/ч.

Выбираем транспортер ТСН-3,ОБ (горизонтальный)

Q =4,0−5,5 т/ч. Т. к Q_тр? Q — условие выполняется.

3.3.2 РАСЧЁТ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ДОСТАВКИ НАВОЗА В НАВОЗОХРАНИЛИЩЕ Доставка навоза в навозохранилище будет вестись мобильными техническими средствами, а именно трактором МТЗ — 80 с прицепом 1- ПТС 4.

3.3.2.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МОБИЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

Q_тр. = G_сут./Т где G_сут. =26,5 т/ч. — суточный выход навоза с фермы; Т = 8 ч. — время работы технического средства,

Q_тр. = 26,5/8 = 3,3 т/ч.

3.3.2.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ФАКТИЧЕСКУЮ РАСЧЁТНУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА ВЫБРАННОЙ МАРКИ где G = 4 т — грузоподъёмность технического средства, т. е. 1 — ПТС — 4;

t_р — длительность одного рейса:

t_р = t_з + t_д + t_в

где t_з = 0,3 — время загрузки, ч; t_д = 0,6 ч — время движения трактора от фермы к навозохранилищу и обратно, ч; t_в = 0,08 ч — время выгрузки, ч;

t_р = 0,3 + 0,6 + 0,08 = 0,98 ч.

4/0,98 = 4,08 т/ч.

3.3.2.3 РАСЧИТЫВАЕМ КОЛИЧЕСТВО ТРАКТОРОВ МТЗ — 80 С ПРИЦЕПОМ

1- ПТС-4

z = 3,¾, 08 = 0,8, принимаем z = 1.

3.3.2.4 РАСЧИТЫВАЕМ ПЛОЩАДЬ НАВОЗОХРАНИЛИЩА Для хранения подстилочного навоза применяют площадки с твердым покрытием, оборудованные жижесборниками.

Площадь хранилища для твердого навоза определяется по формуле:

S=G _г/hс где собъемная масса навоза, т/м³; hвысота укладки навоза (обычно 1,5−2,5м).

S=6590/2,5•0,25=10 544 м³.

3.4 ОЕСПЕЧЕНИЕ МИКРОКЛИМАТА Для вентиляции животноводческих помещений предложено значительное количество различных устройств. Каждая из вентиляционных установок должна отвечать следующим требованиям: поддерживать необходимый воздухообмен в помещении, быть, возможно, дешёвой в устройстве, эксплуатации и широко доступной в управлении.

При выборе вентиляционных установок необходимо исходить из требований бесперебойного обеспечения животных чистым воздухом.

При кратности воздухообмена К < 3 выбирают естественную вентиляцию, при К = 3 — 5 — принудительную вентиляцию, без подогрева подаваемого воздуха и при К > 5 — принудительную вентиляцию с подогревом подаваемого воздуха.

Определяем кратность часового воздухообмена:

К = V_w/V_п

где V_w — количество влажного воздуха, м³/ч;

V_п — объём помещения, V_п = 76Ч27Ч3,5 =7182 м³.

V_п — объём помещения, V_п = 76Ч12Ч3,5 =3192 м³.

V_w =

C — количество водяных паров, выделяемых одним животным, C = 380 г/ч.

m — количество животных в помещении, m₁=200; m₂ =100 г; C₁ — допустимое количество водяного пара в воздухе помещения, C₁ = 6,50 г/м³, [1]; C₂ — содержание влаги в наружном воздухе в данный момент, C₂ = 3,2 — 3,3 г/м³.

принимаем C₂ = 3,2 г/м³.

V_{w 1}= = 23 030 м³/ч.

V_w2 = = 11 515 м³/ч.

К1 = 23 030/7182 =3,2 т.к. К > 3,

К2 = 11 515/3192 = 3,6 т.к. К > 3,

Vсо₂ = ;

Р — количество углекислоты, выделяемое одним животным, Р = 152,7 л/ч.

m — количество животных в помещении, m₁=200; m₂=100 г; Р₁ — предельно допустимое количество углекислоты в воздухе помещения, Р₁ = 2,5 л/м³, табл. 2,5; Р₂ — содержание углекислоты в свежем воздухе, Р₂ = 0,3 0,4 л/м³, принимаем Р₂ = 0,4 л/м³.

V1со₂ = = 14 543 м³/ч.

V2со₂ = = 7271 м³/ч.

К1 = 14 543/7182 = 2,02 т.к. К < 3.

К2 = 7271/3192 = 2,2 т.к. К < 3.

Расчет ведем по количеству водяных паров в коровнике, применяем принудительную вентиляцию без подогрева, подаваемого воздуха.

3.4.1 ВЕНТИЛЯЦИЯ С ИСКУССТВЕННЫМ ПОБУЖДЕНИЕМ ВОЗДУХА Расчет вентиляции с искусственным побуждением воздуха производится при кратности воздухообмена К > 3.

3.4.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОДАЧУ ВЕНТИЛЯТОРА де К_в — число вытяжных каналов:

К_в = S_в/S_к

S_к — площадь одного вытяжного канала, S_к = 1Ч1 = 1 м²,

S_в — требуемая площадь сечения вытяжного канала, м²:

S_в =

V — скорость движения воздуха при прохождении через трубу определенной высоты и при определенной разнице температур, м/с:

V =

hвысота канала, h = 3 м; t_вн — температура воздуха внутри помещения,

t_вн = + 3 ^oC; t_нар — температура воздуха снаружи помещения, t_нар = - 25 ^оС;

V = = 1,22 м/с.

V_n = S_к•V•3600 = 1 • 1,22•3600 = 4392 м³/ч;

S_в1 = = 5,2 м² .

S_в2 = = 2,6 м² .

К_в1 = 5,2/1 = 5,2 принимаем К_в = 5 шт, К_в2 = 2,6/1 = 2,6 принимаем К_в = 3 шт,

= 9212 м³/ч.

Т.к. Q_в1 < 8000 м³/ч, то выбираем схему с одним вентилятором.

= 7677 м³/ч.

Т.к. Q_в1 > 8000 м³/ч, то с несколькими.

3.4.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ДИАМЕТР ТРУБОПРОВОДА где V_т — скорость воздуха в трубопроводе, V_т = 12 — 15 м/с, принимаем

V_т = 15 м/с,

= 0,46 м, принимаем D = 0,5 м.

= 0,42 м, принимаем D = 0,5 м.

3.4.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ОТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРЕНИЮ В ПРЯМОЙ КРУГЛОЙ ТРУБЕ

H_тр =

где л — коэффициент сопротивления трению воздуха в трубе, л = 0,02; L длина трубопровода, м, L = 152 м; с — плотность воздуха, с = 1,2 — 1,3 кг/м³, принимаем с = 1,2 кг/м³:

H_тр = = 821 м,

3.4.1.4 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ОТ МЕСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

h_мс =

где ?о — сумма коэффициентов местных сопротивлений, таб. 56:

?о = 1,10 + 0,55 + 0,2 + 0,25 + 0,175 + 0,15 + 0,29 + 0,25 + 0,21 + 0,18 + 0,81 + 0,49 + 0,25 + 0,05 + 1 + 0,3 + 1 + 0,1 + 3 + 0,5 = 10,855,

h_мс = = 1465,4 м.

3.4.1.5 ОБЩИЕ ПОТЕРИ НАПОРА В ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЕ Н = Н_тр + h_мс

Н = 821+1465,4 = 2286,4 м.

Выбираем два центробежных вентилятора № 6 Q_в = 2600 м³/ч, с табл. 57.

3.4.2 РАСЧЁТ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ Кратность часового воздухообмена:

где, V_W— воздухообмен животноводческого помещения,

— объём помещения.

Воздухообмен по влажности:

м³/ч

где, — воздухообмен водяных паров (Табл. 45, [1]);

— допустимое количество водяного пара в воздухе помещения;

— масса 1 м³ сухого воздуха, кг. (таб.40)

— количество насыщающих паров влаги на 1 кг сухого воздуха, г;

— максимальная относительная влажность, % (таб. 40−42);

— содержание влаги в наружном воздухе.

Т.к. К<3 — применяем естественную циркуляцию.

Расчет величины требуемого воздухообмена по содержанию углекислоты м³/ч где Р_m — количество углекислоты, выделяемое одним животным в течение часа, л/ч;

Р₁ — предельно допустимое количество углекислоты в воздухе помещения, л/м³;

Р₂ — содержание углекислоты в свежем (приточном) воздухе, л/м³;

Р₂=0,4 л/м³.

м³/ч.

Т.к. К<3 — выбираем естественную вентиляцию.

Расчеты ведем при К=2,9.

Площадь сечения вытяжного канала:

м²

где, V — скорость движения воздуха при прохождении через трубу м/с:

где, высота канала.

температура воздуха внутри помещения.

температура воздуха с наружи помещения.

м².

Производительность канала имеющего площадь сечения:

м³/с

м³/с;

м³.

Число каналов

шт.

3.4.3 Расчёт отопления помещения

3.4.3.1 Расчет отопления помещения для коровника, в котором находится 200 голов Дефицит теплового потока для отопления помещения:

где поток теплоты, проходящий сквозь ограждающие строительные конструкции;

поток теплоты, теряемый с удалённым воздухом при вентиляции;

случайные потери потока тепла;

поток теплоты, выделяемый животными;

где, коэффициент теплопередачи ограждающих строительных конструкций (таб. 52);

площадь поверхностей, теряющих поток теплоты, м²: площадь стен — 457; площадь окон — 51; площадь ворот — 48; площадь чердачного перекрытия — 1404.

где, объёмная теплоёмкость воздуха.

Дж/ч.

Дж/ч.

где, q =3310 Дж/чпоток теплоты, выделяемый одним животным, (табл. 45).

Случайные потери потока тепла принимаются в количестве 10−15% от .

Т.к. дефицит теплового потока получился отрицательный, то подогрев помещения не требуется.

3.4.3.2 Расчет отопления помещения для коровника, в котором находится 150 голов Дефицит теплового потока для отопления помещения:

Дж/ч.

где поток теплоты, проходящий сквозь ограждающие строительные конструкции;

поток теплоты, теряемый с удалённым воздухом при вентиляции;

случайные потери потока тепла;

поток теплоты, выделяемый животными;

где, коэффициент теплопередачи ограждающих строительных конструкций (таб. 52);

площадь поверхностей, теряющих поток теплоты, м²: площадь стен — 457; площадь окон — 51; площадь ворот — 48; площадь чердачного перекрытия — 1404.

где, объёмная теплоёмкость воздуха.

Дж/ч.

Дж/ч.

где, q =3310 Дж/чпоток теплоты, выделяемый одним животным, (табл. 45).

Случайные потери потока тепла принимаются в количестве 10−15% от .

Т.к. дефицит теплового потока получился отрицательный, то подогрев помещения не требуется.

3.4 Механизация доения коров и первичной обработки молока Количество операторов машинного доения:

шт где, количество дойных коров на ферме;

шт.- количества голов на одного оператора при доении в молокопровод;

Принимаем 7 операторов.

3.6.1 Первичная обработка молока Производительность поточной линии:

кг/ч где, коэффициент сезонности поступления молока;

— количество дойных коров на ферме;

средний годовой удой одной коровы, (таб. 23) /2/;

кратность дойки;

— длительность дойки;

кг/ч.

Выбор охладителя по поверхности теплообмена:

м²

где, теплоёмкость молока;

начальная температура молока;

конечная температура молока;

общий коэффициент теплопередачи, (таб.56);

средняя логарифмическая разность температур.

где разность температур между молоком и охлаждающей жидкостью на входе, выходе, (таб. 56).

Число пластин в секции охладителя:

шт.

где, площадь рабочей поверхности одной пластины;

Принимаем Z_п=13 шт.

Выбираем тепловой аппарат (по таб. 56) марки ООТ-М (Подача 3000л/ч., Рабочая поверхность 6.5м²).

Расход холода на охлаждение молока:

кДж где — коэффициент, учитывающий теплопотери в трубопроводах.

Выбираем (таб. 57) холодильную установку АВ30.

Расход льда на охлаждение молока:

кг.

где, удельная теплота плавления льда;

теплоёмкость воды;

кг.

4. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКОЗАТЕЛИ Таблица 4. Расчёт балансовой стоимости оборудования фермы

Таблица5.Расчет балансовой стоимости строительной части фермы.

Годовые эксплуатационные затраты:

где, А — амортизационные отчисления и отчисления на текущий ремонт и техническое обслуживание оборудования и т. д.

З — годовой фонд заработной платы обслуживающего персонала фермы.

Мстоимость расходуемых в течении года материалов, связанных с работой техники (электроэнергия, топлива и др.).

Амортизационные отчисления и отчисления на текущий ремонт:

где Б_i— балансовая стоимость основных фондов.

норма амортизационных отчислений основных фондов.

норма отчислений на текущий ремонт основных фондов.

Таблица 6. Расчет амортизационных отчислений и отчислений на текущий ремонт

Годовой фонд заработной платы:

руб.

где годовые затраты труда, чел.-ч.;

руб.- средняя оплата труда 1чел.-ч. с учётом всех начислений;

где N=16 чел.- количество рабочих на ферме;

Ф=2088 ч.- годовой фонд рабочего времени одного работника;

чел.-ч.

руб.

Стоимость расходуемых в течении года материалов:

где годовой расход электроэнергии (кВт), топлива (т), горючего (кг.):

кг.

стоимость эл. энергии;

стоимость ГСМ;

руб.

руб.

Приведённые годовые затраты:

Где балансовая стоимость оборудования и строительства, принимаем раной, тыс. руб.;

Е=0,15- нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений;

т.руб.

Годовая выручка от реализации продукции (молока):

руб.

Где — - годовой объём молока, кг;

— цена одного кг. молока, руб/кг;

руб.

Годовая прибыль:

руб.

5. ОХРАНА ПРИРОДЫ Человек, вытесняя все естественные биогеоценозы и закладывая агробиогеоценозы своими прямыми и косвенными воздействиями, нарушает устойчивость всей биосферы. Стремясь получить как можно больше продукции, человек оказывает влияние на все компоненты экологической системы: на почвупутём применения комплекса агротехнических мероприятий с включением химизации, механизации и мелиорации, на атмосферный воздуххимизацией и индустриализацией сельскохозяйственного производства, на водоёмыза счёт резкого увеличения количества сельскохозяйственных стоков.

В связи с концентрацией и переводом животноводства на промышленную основу наиболее мощным источником загрязнения окружающей среды в сельском хозяйстве стали животноводческие и птицеводческие комплексы. Установлено, что животноводческие и птицеводческие комплексы и фермы являются самыми крупными источниками загрязнения атмосферного воздуха, почвы, водоисточников сельской местности, по мощности и масштабам загрязнения вполне сопоставимы с крупнейшими промышленными объектамизаводами, комбинатами.

При проектировании ферм и комплексов необходимо своевременно предусмотреть все меры по защите окружающей среды в сельской местности от нарастающего загрязнения, что следует считать одной из важнейших задач гигиенической науки и практики, специалистов сельскохозяйственного и других профилей, занимающихся данной проблемой.

6. ВЫВОД Если судить об уровне рентабельности животноводческой фермы на 350 голов с привязным содержанием, то по полученному значению годовой прибыли видно, что она отрицательная, это говорит о том, что производства молока на этом предприятии убыточно, в следствии высоких амортизационных отчислений и низкой продуктивности животных. Повышение рентабельности возможно при разведении высокопродуктивных коров и увеличении их числа.

Поэтому я считаю, что строить данную ферму экономически необоснованно из-за высокой балансовой стоимости строительной части фермы.

7. ЛИТЕРАТУРА

1. В. И. Земсков; В. Д. Сергеев; И. Я. Федоренко «Механизация и технология производства продукции животноводства»

2. В. И. Земсков «Проектирование производственных процессов в животноводстве»