ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

3.1. Расчет линии приготовления кормов

Исходные данные:

Фермерское хозяйство; животные – коровы

n = 50 голов – количество голов

рацион: =6 кг – количество комбикорма

=20 кг – количество силоса

m_коровы = 400кг

Влажность = 80%

t _{наружн воздуха} = 20 град. Цельсия

Суточная производительность кормоцеха соответствует суммарной суточной потребности кормов на ферме, т. е.

где, - суточная производительность кормоцеха, кг/сут;

- суммарная суточная потребность кормов на ферме, кг/сут.

Q_ц= 50 * 6 = 300 кг/сут

Производительность кормоцеха в смену , кг:

Q _цех = Q _ц / к = 300 / 2 = 150 кг

где, к – кратность кормления.

Вместимость приемного бункера , м³:

V _пб = G _сутк / * = 6 * 50 / 600 * 0,9 = 0,55 м3

где, - суточная потребность комбикорма, кг;

- плотность комбикорма, кг/м³;

- коэффициент использования вместимости бункера.

Производительность дробилки , кг/ч:

Q _др = G _сут / τ = 6 * 50 / 2 = 150 кг/ч

где, - продолжительность рабочей смены, ч.

По данным расчетов выбираем бункер Б-6 и дробилку ДМК-0,5

Q_фп = ϑ / τ_ц;

ϑ = h*6*H*K_н = 0,2 * 6 * 2,5 * 0,75 = 2,25м³

h = Д_фб / 2 = 0,4 / 2 = 0,2

τ_ц = τ₁ + τ₂ + τ₃ = 0,1

Q_фп = 2,25 / 0,1 = 22,5

Фронт кормления L, м:

м

где, m – расчетное поголовье скота в одном или двух рядах;

l – длина кормушки для одного животного, м;

- количество голов скота, приходящее на одно скотоместо.

Необходимая производительность мобильного кормораздатчика Q, кг/ч:

кг/ч

где, q – норма выдачи корма на одну голову, кг;

V – рабочая скорость кормораздатчика, м/с.

Число рабочих циклов кормораздатчика k:

1 цикл

где, - количество голов на ферме;

q – норма выдачи корма на одну голову, кг;

- массовая вместимость кузова раздатчика, кг;

- коэффициент использования вместимости кузова.

По производительности раздатчика выбираем марку КТУ-10.

Таблица 3.1 - Схема кормления телок до 3-месячного возраста

3.2. Расчет микроклимата в животноводческом помещении

Расход воздуха на удаление избыточной углекислоты СО₂, м³/час:

где К_СО2 – количество СО₂ выделяемое животными, м³/час;

С₂ - допустимое содержание СО₂ в воздухе внутри помещения;

С₁ – содержание СО₂ в наружном воздухе для сельской местности;

, (м³/час)

K_СО2 = 50 * 165 = 8250 м³/час

8250 / 1000 = 8,25л/час

где, m – число животных;

c – количество СО₂, выделяемое одним животным;

Кратность воздухообмена по избыточной углекислоте К:

K= 3666,6 / 1000 = 3,6666

где, V – объем помещения, м³;

V = 20 * 50 = 1000 м³

где, a – строительный объем в м³ на одну голову по зоотехническим нормативам, м/гол;

Расход воздуха на удаление избыточной влаги L, м³/час:

L = ((424 + 59,36) * 50) / (9,52224 * 0,8 – 1,1168 * 0,8) = 24168 / (7,62 – 0,89) =

=24168 / 8,56 = 2823,4 м³/час

где, - выделение влаги внутри помещения, г/ч;

- влага, выделенная дыханием и кожей животных, г/ч;

= 424г/час;

- влага, испарившаяся с пола и из поилок в помещении, г/ч;

= 424 + 59,36 = 483,36

- содержание влаги в воздухе помещения в насыщенном состоянии, г/м³;

- содержание влаги в наружном воздухе в насыщенном состоянии при данной температуре, г/м³;

и - относительная влажность воздуха внутри помещения и снаружи;

d = d_t * ρ _t

d₂ = 7,63 * 1,248 = 9,52224 (t=10град по Цельсию)

d₁ = 1,396 * 0,80 = 1,1168 (t= -20град по Цельсию)

φ_в = 80% = 0,8

φ_н = 80% = 0,8

Кратность воздухообмена по удалению избыточной влаги К:

K= 2823,4 / 1000 = 2,82

Количество тепла, теряемого на вентиляцию, кДж/ч:

)

Ρ = 1,248кг/м³

Q_вент = 2823,4 * 1,248 * 1 (10 – (-26,5)) = 128911,52 кДж/ч

где, L – необходимая величина воздухообмена, м³/час;

c – теплоемкость сухого воздуха, кДж/кг*К;

- плотность сухого воздуха при данной температуре внутри помещения, кг/м;

- температура внутри помещения;

- температура наружного воздуха;

Количество тепла, теряемого через стены животноводческих помещений , кДж/ч:

k₀ = 4,0 кДж/ч*К

Q_ст = 4,0 * 50 * (10 – (-26,5)) = 200 * 36,5 = 7300 кДж/ч

где, k₀ - приведенный коэффициент теплопередачи на одну голову, кДж/г*К;

Количество тепла, выделяемого животными , кДж/ч:

где, - количество тепла, выделяемого одним животным, кДж/ч;

кДж/ч

Qж = 4283,4 * 50 = 214170 кДж/ч

Потребная производительность калорифера для отопляемого помещения , кДж/ч:

Q_нач = 7300 + 128611,52 – 214170 = -78258,48 кДж/ч

Установки отопительного агрегата не требуется, т. к. тепла выделяемого животными достаточно для поддержания оптимальной температуры внутри помещения.

Необходимое количество вентиляторов и вытяжных шахт:

Количество вентиляторов n:

2823,4 / 5000 = 0,56468

N= -78258,48 / (100 * 0,98) = -79,855592

η= 0,98

где, L – необходимый воздухообмен в помещении;

– производительность вентиляторов;

Выбираем центробежный вентилятор серии Ц4-70 №3.

Площадь сечения всех вытяжных шахт при естественной тяге F, м²:

F= 2823,4 / (3600 * 1,804) = 0,43м²

где, - скорость движения воздуха в вытяжной шахте, м/сек;

м/сек

Число вытяжных шахт :

n_ш = 0,43 / 1 = 0,43шт, округляем до 1шт

где, f – сечение одной шахты, м².

3.3. Расчет системы удаления навоза на фермах

В зависимости от вида, технологии содержания скота и других конкретных условий в хозяйствах применяют следующие технологии удаления и обработки навоза:

1. Технология сбора, удаления, хранения и внесения в почву твердого подстилочного навоза.

2. Технология сбора и удаления жидкого бесподстилочного навоза с приготовлением, хранением и внесением в почву твердого компоста.

3. Технология сбора и удаления жидкого бесподстилочного навоза с хранением и внесением его в почву в жидком виде.

4. Технология сбора и удаления бесподстилочного навоза с разделением его на твердую и жидкую фракции, с последующим хранением и использованием каждой фракции раздельно.

Подсчитывают суточный выход навоза , (кг) на ферме по формуле:

где - среднесуточное выделение твердых экскрементов одним животным, кг;

- среднесуточное выделение жидких экскрементов одним животным, кг;

- среднесуточный расход воды на смыв навоза на одного животного, кг;

- среднесуточная норма подстилки на одного животного. кг;

- количество животных на ферме.

G_сут= 50 * (25 + 15 + 0,5 + 4) = 2225 кг

Gʹ_сут= 0,5 * G_сут= 1112,5

Годовой выход навоза

где - продолжительность стойлового периода (365 суток)

(1 / 1000) * (2225 * 210 + 1112,5 * 155) = 0,001 * (467250 + 172437,5) = 639,7 т

Зная суточный выход навоза на ферме от всего поголовья и продолжительность его хранения, определяют площадь навозохранилища

где - площадь, навозохранилища, м²;

- высота укладки навоза, - 1,5-2,5 м;

- суточным выход навоза на ферме от всего поголовья, кг;

- продолжительность хранения навоза в навозохранилище, сут;

- плотность навоза, кг/м³. Для стойлового навоза ; для жидкого

(2225 * 240) / 900) = 296,6 м²

3.4. Удаление навоза скребковыми транспортерами кругового движения

Производительность транспортера (т/ч) определяется по формуле:

где - длина скребка (0,3-0,4м);

- высота скребка (0,05м);

- скорость цепи со скребками(0.17-0,2 м/с);

- плотность навоза (0,7-0,9 т/м³);

- коэффициент заполнения межскребкового пространства .

,4 · 0,05 · 0,2 · 0,9 · 0,5 = 6,48 т/ч

Продолжительность работы транспортера в течение суток

где - количество животных, обслуживаемых транспортером;

- суточный выход навоза от одного животного, кг.

= 2225 / 50 = 44,5 кг

(50 * 44,5) / (1000 * 6,48) = 2225 / 6480 = 0,34 ч

Так как транспортер работает периодически в течение суток, то продолжительность одного цикла удаления навоза определяется:

где - полная длинна транспортера (150 – 200м).

150 / (3600 * 0,2) = 0,208 ч

3.5. Расчет канатно–скребковых установок

Продолжительность цикла удаления навоза:

где - длина одной навозной канавки, м

- средняя скорость скрепера, м/с

(2 * 60) / (60 * 0,2) = 10 мин.

Производительность установки

где - расчетная вместимость скрепера, м³

- плотность навоза, т/м³

- коэффициент заполнения скрепера,

(60 * 0,2 * 0,9 * 1) / 10 = 1,08 т/ч

Количество рабочих циклов скрепера

где - количество животных в ряду

- суточный выход навоза от ряда животных, кг

2225 / (1000 * 0,2 * 0,9 * 1) = 2225 / 180 = 12,4

Продолжительность работы установки

12,4 * 10 / 60 = 124 / 60 = 2,07 ч

Выбираем средство уборки навоза по данным расчета:

ТСН – 160 и УС – 250.

3.6. Машинное доение коров и первичная обработка молока

Рисунок 3.1 – Схема доильной установки.

Схема доильной установки с молокопроводом: 1 — электродвигатель; 2 — вакуум-насос; 3 — вакуум-регулятор; 4 — вакуум-баллон; 5 — вакуумметр; 6 — доильный аппарат; 7 — вакуум-трубопровод; 8 — молокопровод; 9 — фильтр; 10 — охладитель; 11 — холодильная установка с насосом; 12 и 13 — молочные насосы; 14 — ёмкость для временного хранения молока; 15 — весы: 16 — молоковоз. Стрелками показано движение молока.

Суточный выход молока на корову

где - средний годовой удой, кг

- продолжительность лактационного периода

Количество операторов машинного доения для обслуживания доильной установки:

где - число дойных коров в стаде

= 2 - затраты ручного труда на доение одной коровы

= 3 - длительность дойки стада

Количество доильных аппаратов, обслуживаемых одним оператором

где - машинное время доения коровы (без участия оператора), 3-6 мин;

Производительность оператора (количество выдоенных коров в час)

Производительность доильной установки (коров в час)

Свежевыдоенное молоко подлежит немедленной очистке, охлаждению, а иногда и пастеризации. Быструю первичную обработку молока достигают при условии поточности производственной линии молока. Для осуществления поточности необходимо согласовать по производительности все звенья молочной линии.

Производительность поточной производственной линии первичной обработки молока:

, кг/ч

где - коэффициент сезонности поступления молока, 1,2-1,5;

- количество коров на ферме;

- средний годовой удой, кг/год;

- кратность дойки, 2-3;

- длительность дойки стада, ч.

Определяют необходимую вместимость грязевого пространства сепаратора и по её величине подбирают необходимый сепаратор-молокоочиститель:

, л

где - процент отложения сепараторной слизи от общего объёма пропущенного молока, 0,03-0,06;

- длительность непрерывной работы сепаратора-молокоочистителя без разборки, 2-3 часа;

- необходимая пропускная способность молокоочистителя,

Если подобран тип сепаратора-молокоочистителя и известна вместимость его грязевого пространства, то проверяют его на длительность непрерывной работы, т.е. определяют из формулы .

Чтобы продлить бактерицидную фазу молока, его необходимо охладить до температуры 8-10°С.

Рабочую поверхность пластинчатого охладителя рассчитываем по формуле:

кг/с

где - необходимая производительность охладителя;

- теплоёмкость молока, Дж;

- начальная температура молока, поступающего в охладитель;

- конечная температура молока после охлаждения;

- коэффициент теплоотдачи

- средняя логарифмическая разность температур

град.Цельсия

Число пластин в секции можно определить по формуле:

где - площадь рабочей поверхности одной пластины, =0,043 м^2.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: