Автоматизация линии водоснабжения животноводческого комплекса

 

Sh1 =Sh′1+Sh″1

 

где Sh′1 - сумма потерь напора по длине разводящего трубопровода, м;

Sh″1 - сумма местных потерь напора в разводящем трубопровода, м.

Местные потери напора в сети составляют 5…10% от величины потерь на трение по длине (эти данные используются в практических расчетах), а потери напора по длине определяются по формуле

 

h j = i ∙ lj (8)

где h j - потери напора на конкретном участке, м;

lj - длина конкретного участка, м;

i - гидравлический уклон в метрах (потери напора на 1 м длины трубопровода).

Данные по i выбираем из таблицы.

Выбранные данные вместе с рассчитанным (принятым) диаметром трубопроводов и секундным расходом заносим в таблицу 2.

 

Таблица 2 - Значения диаметров, секундного расхода, 100 j и j для трубопроводов

Трубопроводы	Диаметр трубопровода d мм	Секундный расход Q c max л/с	100 i, м	i, м
l5	75	3	1,32	0,0132
l6	50	0,75	0,72	0,0072
l7	50	0,75	0,72	0,0072
l8	50	0,75	0,72	0,0072
l9	50	0,75	0,72	0,0072
l1, 12, l3, l4	75	2,3	0,74	0,0074

Тогда величина потерь напора по длине определяется по формуле (8), а местные потери напора в данном расчете принимаются 10% от потерь по длине.

 

h5 = 0,0132 х 150 = 1,98 м и 10% равно 0, 198 м.

h6 = 0,0072 х 135 = 0,972 м и 10% равно 0,0972 м.

h7 = 0,0072 х 100 = 0,72 м и 10% равно 0,072 м.

h8 = 0,0072 х 110 = 0,792 м и 10% равно 0,0792 м.

h9 = 0,0072 х 125 = 0,9 м и 10% равно 0,09 м.

 

Тогда сумма потерь напора в трубопроводах для:

 

l5 будет равна h5 = 1,98 + 0, 198 = 2,18 м;

l6 будет равна h6 = 0,972 + 0,0972 = 1,0692 м;

l7 будет равна h7 = 0,72 + 0,072 = 0,792 м;

l8 будет равна h8 = 0,792 + 0,0792 = 0,8712 м

l9 будет равна h8 = 0,9 + 0,009 = 0,99 м.

 

В данном примере потери в разветвленной сети на шестом участке (l6), где первый потребитель (П1).

Тогда сумма потерь напора в разводящем трубопроводе определяется из выражения:

 

Sh1 = h5 + h6 = 2,18 + 1,07 = 3,25 м.

 

Принимаем Sh1 = 3,3 м. Далее по формуле (7) находим высоту нагнетания (водонапорного бака, резервуара).

 

Нн = 4,8 + 3,3 - 0 = 8,1 м.

 

Это значит, что дно резервуара должно быть на высоте 8,1 м.

Далее общая длина lобщ. всасывающего l1, l2 и нагнетательного l3, l4 трубопроводов определяется по формуле

 

lобщ = l1+ l2 + l3 + l4.

 

Тогда

 

lобщ = 5,5 + 68 + 73 + 8,1 = 154,6 м.

 

Тогда величина потерь напора на всасывающем и нагнетательном трубопроводах по длине и местные потери определяются как:

 

hl общ = 0,0074 х 154,6 = 1,14 м и 10% равно 0,144 м.

 

Тогда Sh = 1,14 + 0,114 = 1,25 м.

 

Далее по формуле определяем напор, который должен создать насос

 

Н насоса = 5,5 + 8,1 + 4 + 1,25 = 18,85 м.

 

Имея расчетные данные: Н насоса = 18,85 м; Qч насоса = 8,31 м3/ч; Qс насоса= 2,3 л/с производим энергетический расчет.

Расчетная мощность приводного двигателя к насосу определяется по формуле

 

Ррасч. =

 

где Ррасч. - расчетная мощность приводного двигателя, кВт;

- плотность воды, кг/м3;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

Qс насоса - подача насоса, м3/с; Н насоса - полный напор насоса, м;

насоса - коэффициент полезного действия насоса;

передачи - коэффициент полезного действия передачи.

 

= 1000 кг/м3; насоса = 0,4…0,64; передачи = 1.

 

Используя расчетные значения Qс насоса, Н насоса и принимая насоса = 0,4 определяем расчетную мощность

 

Ррасч. = = 1,1 кВт.

(Число 1000 в знаменателе - переводной коэффициент для получения результата в кВт).

С учетом коэффициента запаса, мощность двигателя определяется по формуле:

 

Рдв. = Ррасч. х a,

 

где a - коэффициент запаса мощности; a = 1,1…2,0; принимаем a = 2

Рдв - мощность двигателя с учетом всевозможных перегрузок, кВт.

 

Тогда Рдв. = 1,1 х 2 = 2,2 кВт.

 

Далее с учетом всех параметров выбираем насос. Это центробежный насос марки 2К-6А, имеющий Q насоса = 20 м3/ч, n = 2900 м-1, = 3,2 кВт

График работы оборудования и установленных мощностей

Исходные данные:

 

 

 

 

Таблица 3 - Техническая характеристика оборудования, установленного в технологической линии водоснабжения свинарников

 

Оборудование, марка	Мощность электродвигателей р, кВт
Центробежный насос 2К-6А Освещение свинарника №1 Освещение свинарника №2 Освещение свинарника №3 Освещение свинарника №4	3,2 8 8 8 8

 

 

Таблица 4 - Время работы основного оборудования

Оборудование, марка	Время работы оборудования (часы, минуты)
Центробежный насос 2К-6А Освещение свинарника №1 Освещение свинарника №2 Освещение свинарника №3 Освещение свинарника №4	6ч…19ч 5ч30мин…9ч; 15ч…21ч 5ч30мин…9ч; 15ч…21ч 5ч30мин…9ч; 15ч…21ч 5ч30мин…9ч; 15ч…21ч

 

 

 

 

Таблица 5- график работы обарудования

Обозначение позиций	Технологические операции	Марка машины	Общее время работы t, ч. и мин.	Мощность Р, кВт
V	Центробежный насос	2К-6А	13 часов	3,2
IV III II I	Освещение свинарника №4 Освещение свинарника №3 Освещение свинарника №2 Освещение свинарника №1	лампы лампы лампы лампы	9 часов 30 минут 9 часов 30 минут 9 часов 30 минут 9 часов 30 минут	8 8 8 8

 

Тогда Рсумм (5ч30мин) = Росв. х 4 свинарника = 8 х 4 = 32 кВт

 

В 6 часов включают насос 2К-6А. Мощность 2К-6А - Р = 3,2 кВт.

 

Тогда Рсумм (6ч) = Росв. + Р = 32 кВт + 3,2 кВт = 35,2 кВт.

 

В 9 часов освещение выключают.

 

Тогда Рсумм (9ч) = Р = 3,2 кВт.

 

С 15 часов до 19 часов работает освещение и насос 2К-6А.

Тогда Рсумм (15ч) = Росв. + Р = 32 кВт + 3,2 кВт = 35,2 кВт.

 

В 19 насос прекращает работу.

 

Тогда Рсумм (19ч) = Росв. = 32 кВт

 

Освещение отключают в 21 час.

Энергетический расчет

Энергетический расчет проводим при условии, что все машины работают при оптимальной загрузке в указанное расчетное время.

 

Робщ = Росв + Р2К-6А, где

 

Робщ - установленная мощность освещения и водоснабжения, кВт;

Росв - установленная мощность освещения, кВт;

Р2К-6А - установленная мощность насоса 2К-6А, кВт.

 

Получаем Робщ = 4 х 8 кВт + 3,2 кВт = 35,2 кВт.

 

Расход энергии определяется по формуле

Wi = Pi х ti, где

Wi - расход электроэнергии i-ой машиной, кВт ·ч;

Pi - мощность двигателя i-ой машины, кВт;

ti - время работы i-ой машины, ч.

 

Получаем: Wосв = Росв х tосв; W2К-6А = Р2К-6А х t2К-6А, где

 

Wосв., W2К-6А - расход электроэнергии на освещение и водоснабжение, кВт∙ч;

tосв., t2К-6А - общее время работы освещения и насоса 2К-6А, ч.

Получаем: Wосв. = 32 кВт · 9,5 ч = 304 кВт∙ч W2К-6А = 3,2 · 13 ч = 41,6 кВт∙ ч.

Тогда Wобщ. = Wосв. + W3К-6А

Получаем Wобщ. = 304 кВт∙ ч + 41,6 кВт∙ ч = 345,6 кВт∙ ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Техника безопасности

Животноводческая ферма должна иметь воду для поения скота, обработки и приготовления жидких и полужидких кормовых смесей, мойки посуды. Для подачи воды необходимы насосные станции, водонапорные башни, колодцы и скважины, водопровод и поилки.

Особую осторожность нужно соблюдать при установке и монтаже цельнометаллических водонапорных башен. Устанавливают башни на фундаменте с анкерными болтами; водоподводящая часть от насосной станции должна быть смонтирована заранее.

Внутренний водопровод следует не сваривать, а монтировать при помощи соединительных муфт. Это облегчает ремонт водопровода в дальнейшем.

Прежде чем установить индивидуальные чашечные поилки, надо проверить действие запорного клапанного механизма, только после этого их прикрепляют к стойке или кормушке.

Особое внимание надо уделять прокладке водопроводных труб в местах пересечения их с электрическими проводами: они не должны соприкасаться или пересекаться. Если этого избежать нельзя, то места пересечения надо дополнительно изолировать, а между проводами и трубой установить деревянную прокладку, поскольку даже небольшое электрическое напряжение на водопроводной трубе может привести к гибели животных.

Зимой во время сильных морозов вода в недостаточно утепленном водопроводе замерзает. Отогревать водопроводную трубу открытым пламенем (паяльной лампой) нельзя. Для этого пользуются горячей водой: замерзшие места обкладывают тряпками и поливают горячей водой до тех пор, пока водопровод не начнет нормально действовать.

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Бакшаев П.Д., Богдановский А.В., Ивахно В.К. Справочник по охране труда и технике безопасности в животноводстве. - Киев: Урожай, 1979. - 183с.
2. Белянчиков Н.Н., Смирнов А.И. Механизация животноводства. - М.: Колос, 1983. - 360 с.
3. Калюга А.А. Механизация технологических процессов на свиноводческих предприятиях. - М.: Россельхозиздат, 1987. - 208 с.
4. Костин Г.Н. Методическое пособие по расчету водоснабжения фермы, комплекса, птицефабрики и любых непроизводственных помещений. - Киров, 2004. - 34с.
5. Мжельский Н.И., Смирнов А.И. Справочник по механизации животноводческих ферм и комплексов. - М.: Колос, 1984. - 336с.
6. Носов М.С. Механизация работ на животноводческих фермах. - М.: ВО Агропромиздат, 1987. - 415 с.
7. Рощин П.М. Механизация в животноводстве. - М.: Агропромиздат, 1988. - 287с.
8. Сафонов В.В., Рыбалко А.И. Механизация водоснабжения, поения и очистки помещений на животноводческих комплексах. - М.: Высшая школа, 1981. - 94 с.
9. Шпаков Л.И., Юнаш В.В. Водоснабжение, канализация и вентиляция на животноводческой ферме. - М.: Агропромиздат, 1987. - 224с.
10. Черник Г.В. Механизация свиноводческих ферм и комплексов. - Л.: Колос, 1981. - 167 с.