Проектирование молочно-товарной фермы

Размещено на http://allbest.ru

Введение

Важной задачей, стоящей перед руководством нашей страны в вопросе преодоления посткризисного состояния экономики 90-x годов, а также становление сельского хозяйства и общества в целом, является увеличение уровня жизни граждан страны. Одной из решений этой проблемы является более полное удовлетворение растущих потребностей населения России в продуктах питания. Принятая Правительством и Федеральным собранием, а также одобренная Президентом РФ продовольственная программа предполагает в среднесрочной перспективе значительный рост производства продукции животноводства в нашей стране, как одно из множества немаловажных пунктов в вопросе решений вышеозначенной проблемы.

Огромное значение в объективной действительности придается внедрению прогрессивных технологий, достижении науки и передовой практики, дальнейшей механизации, автоматизации и повышению эффективности производства.

В настоящее время в сельскохозяйственных предприятиях действует большое количество животноводческих ферм, проводится активная работа по восстановлению высоких производственных мощностей ферм периода «доперестроечной» эпохи. Также осуществляется большая работа по реконструкции существующих ферм с целью внедрения новейших достижений науки и техники; небольшими, но достаточно уверенными шагами повышается эффективность отрасли механизации животноводства.

Однако следует констатировать, что до сих пор сельское хозяйство в нашей стране дотируется государством.

1. Разработка генерального плана

1.1 Выбор здания для содержания животных

Количество скотомест для предприятий крупного рогатого скота по производству молока рассчитывается с учетом коэффициентов, приведенных в таблице № 1 в зависимости от количества коров на ферме.

1.2 Размещение производственных зон и предприятий

При разработке генерального плана необходимо разместить основные здания, выбранные для содержания всех групп животных, и вспомогательные помещения с учетом изложенного в настоящем разделе, типовых проектов и литературы.[4]

На схеме генерального плана, вычерченной на листе формата А2, необходимо привести следующие сведения: экспликацию помещений, общую земельную площадь, плотность застройки, земельную площадь, приходящуюся на одно скотоместо, разрывы между основными производственными зданиями, площадь озеленения, площадь дорог и площадок с твердым покрытием.

Проектируемые сельскохозяйственные предприятия, здания и сооружения следует размещать в производственных зонах перспективных сельских населенных пунктов в соответствии с утвержденными проектами планировки и застройки населенных пунктов и схемами размещения предприятий.

В производственных зонах сельских населенных пунктов следует строить животноводческие предприятия. При определении места строительства и мощности предприятий следует исходить из наличия земель, для которых должны быть использованы органические удобрения, содержащиеся в отходах производства этих предприятий.

Основами земельного законодательства РФ для размещения сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений предписывается выбирать площадки и трассы на землях, не непригодных для сельского хозяйства, либо на сельскохозяйственный угодьях худшего качества.

Расстояния между зданиями определяется исходя из санитарных норм проектирования промышленных предприятий и норм технологического проектирования, утвержденных Министерством сельского хозяйства РФ. Схемы генеральных планов производственных зон сельских населенных пунктов разрабатывают на расчетных срок 25-30 лет.

Сельскохозяйственные предприятия, с технологическими процессами, выделяющими в окружающую среду вредные отходы, должны быть отделены санитарно-защитными зонами от жилых и общественных зданий.

Размеры санитарно-защитных зон для предприятий по выращиванию и откорму молодняка, по выращиванию нетелей крупного рогатого скота на 5 тыс. голов и более - 1000 м, от 1 до 5 тыс. голов - 500 м, по производству молока от 800 до 1200 голов крупного рогатого скота и производству говядины от 600 до 1200 голов крупного рогатого скота - 300 м. по производству молока от 1200 до 2000 голов и производству говядины от 1200 до 2000 голов крупного рогатого скота - 500 метров.

На границе санитарно-защитных зон шириной более 100 м должны предусматриваться полоса древесно-кустарниковых насаждений шириной не менее 30 м. Если же ширина зоны 50-100 м зеленый заслон должен быть не менее 10 м.

1.3 Схемы генеральных планов сельскохозяйственных предприятий

При разработке генеральных планов сельскохозяйственных предприятий следует предусматривать:

а) планировочную увязку с жилым и общественным сектором;

б) размещение предприятий, зданий и сооружений, соблюдая соответствующие минимальные расстояния между ними;

в) мероприятия по охране окружающей среды от загрязнения производственными выбросами истоками;

г) возможность строительства и ввода сельскохозяйственных предприятий в эксплуатацию пусковыми комплексами очередями;

Животноводческие фермы, ветеринарные учреждения и предприятия по производству молока, мяса и яиц на промышленной основе следует располагать с подветренной стороны по отношению к другим сельскохозяйственным объектам и жилой зоне.

Зона сельскохозяйственных предприятий состоит из следующий функциональных площадок: а) производственной; б) хранения и подготовки сырья (кормов); в) хранения и переработки отходов производства.

Ориентация одноэтажных зданий для содержания скота шириной до 30 метров при павильонной застройке должна быть меридиональной (продольной осью с севера на юг). В зависимости от местных условий допускается отклонение от рекомендуемой ориентации: в пунктах, расположенных севернее широты 50⁰ (Барнаул на широте 53⁰) - в пределах до 30⁰. Многоэтажные здания шириной более 30 м следует размещать продольной осью в направлении господствующих ветров. Выгульные площадки и выгульно-кормовые дворы во всех случаях не рекомендуется размещать с северной стороны помещения. Ветеринарные учреждения (за исключением ветсанпропускников), котельные, навозохранилища открытого типа строят с подветренной стороны по отношению к животноводческим зданиям и сооружениям. автоматизация молочный животноводство

Кормоцех располагается при въезде на территорию предприятия с ветреной стороны по отношению ко всем остальным зданиям и сооружениям. В непосредственной близости к кормоцеху располагают склад концентрированных кормов и хранилища для корнеклубнеплодов, силоса и т.д.

Выгульно-кормовые дворы или выгульные площадки располагают, как правило, у продольных стен зданий для содержания скота; в случае необходимости возможна организация выгульно-кормовых дворов в отрыве от здания. Хранилища кормов и подстилки строят с таким расчетом, чтобы обеспечивались кратчайшие пути, удобство и простота механизации подачи полстилки и кормов к местам использования.

1.4 Въезды, проезды и расстояния между зданиями и сооружениями

Виды транспорта выбирают на основе технико-экономических обоснований, предпочитая, как правило, безрельсовый.

Пересечение на площадках сельскохозяйственных предприятий транспортных потоков готовой продукции, кормов и навоза не допускается.

Площадки сельскохозяйственных предприятий размером более 5 га должны иметь на менее двух въездов, расстояние между которыми по периметру ограждения должно быть не более 1500 м.

На открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях расстояние от рабочих мест до санитарно-бытовых помещений (за исключением уборных) не должно превышать 500 м.

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

Технологические разрывы между зданиями сооружениями равны противопожарным, если нет необходимости увеличивать их в связи с технологическими и планировочными требованиями.

1.5 Инженерная подготовка и благоустройство

Инженерные сети на площадках сельскохозяйственных предприятий и производственных зон следует проектировать как единую систему инженерных коммуникаций, обязательно предусматривая их современную прокладку.

Уклоны площадки предприятия должны приниматься не менее 0,003, но не более: для грунтов глинистых - 0,05, песчаных - 0,03 и легко размываемых (лесс, мелкие пески) - 0,01. Уклоны выгульных площадок для животных должны быть не менее 0,02 и не более 0,06.

Отметка пола подвальных или иных заглублений зданий и сооружений должна быть выше уровня грунтовых вод не менее чем на 0,5 м.

На участках, свободных от застройки и покрытий, а также по периметру площадки предприятия следует предусматривать озеленение. Ограждение площадок животноводческих предприятий следует предусматривать в соответствии с указаниями по их проектированию.

1.6 Площадь застройки

Плотность застройки площадки сельскохозяйственных предприятий определяется в процентах как отношение площади застройки предприятия к общему размеру площади предприятий.

В площадь застройки предприятия должны включатся площади, занятые зданиями и сооружениями всех видов, включая навесы, открытые технологические, санитарно-технические и другие установки, эстакады и галереи, подземные сооружения, а также выгульные площадки для животных, площадки для стоянки техники и др.

В площадь застройки не должны включатся площади, занятые отмостками вокруг зданий и сооружений, тротуарами, автомобильными и железными дорогами, временными зданиями и сооружениями, открытыми спортивными площадками, площадками для отдыха трудящихся, зелеными насаждениями, открытыми площадками для стоянки личного транспорта, открытыми водоотводными и другими каналами, подпорными стенками, подземными сооружениями или частями их, над которыми могут быть размещены другие здания и сооружения.

2. Разработка механизации производственных процессов

2.1 Приготовление и раздача корма

Исходными данными для разработки этого вопроса являются:

· поголовье фермы по группам животных.

· рацион каждой группы животных.

На фермах крупного рогатого скота в настоящее время в основном применяют кормление влажными полнорационными кормовыми смесями, в некоторых случаях (на мясных фермах) - сухими полнорационными кормосмесями в рассыпном или гранулированном виде.

На фермах крупного рогатого скота хозяйств Алтайского края при кормлении животных используют следующие виды кормов: сено разнотравное, солому яровую пшеничную, силос кукурузный, сенаж, корнеклубнеплоды, травяную муку, концентраты (зеленые корма), кормовую патоку (мелассу); из химических соединений - карбамид (мочевину), микро- и макроэлементы.

Суточный рацион для каждой группы животных составляют в соответствии с зоотехническими нормами[6], исходя из наличия кормов в хозяйстве, их питательности и способности обработки кормов в кормоцехе.

Данные суточного рациона по группам животных даны в табл. 2.

Разработав суточные рационы каждой группы животных и зная их поголовье, приступают к расчету требуемой производительности кормоцеха, для чего рассчитывают суточный расход кормов каждого вида по формуле:

,

где - поголовье j-той группы животных; - количество кормов; i-того вида в рационе j-той группы животных; n - количество групп животных на ферме; i - суточный рацион j-той группы животных.

Суточный расход по сену разнотравному:

Суточный расход по силосу кукурузному:

Суточный расход по концентратам:

Суточный рацион по травяной муке:

Суточный рацион по яровой соломе:

Суточный рацион по соли поваренной:

Суточный рацион по корнеплодам:

Суточный рацион по сенажу злаково-бобовому:

Суточная производительность кормоцеха определяется по формуле:

Требуемая производительность кормоцеха определяется по формуле:

,

где - расчетное время работы кормоцеха для выдачи корма на одно кормление (линии выдачи готовой продукции), ч,

= 1,5-2,0 часа;

- кратность кормления животных, =2-3.

При расчете данного параметра мною были приняты следующие значения: =2, = 2.

.

Руководствуясь полученными данными, выбираем кормоцех, обеспечивающий расчетную производительность и принятую технологию обработки кормов.

На основании данных, мною был выбран следующий кормоцех:

Т.п. 801-461 базовый вариант.

Данный кормоцех в силу своих технических показателей наиболее соответствует количеству обслуживаемого поголовья (800-1200), при этом имея меньшие по сравнению с аналогами затраты труда, чел.ч/т. (0.11-0.28), производительности за час чистого времени 15 т, при мощности эл. двигателей 116,2 кВт.

2.2 Проектирование механизации раздачи кормов

Раздача кормов на животноводческой ферме данного типа с количеством голов 1100 и доставка кормов к помещению и их раздача внутри помещения осуществляется мобильными техническими средствами

Требуемая производительность поточной технологической линии раздачи кормов в целом для фермы рассчитывается так:

где - суточная потребность в кормах всех видов на ферме, т; - время, отводимое по распорядку дня фермы на раздачу разовой потребности корма всем животным, = 1,5-2 ч; - кратность кормления, =2.

Расчетная фактическая производительность одного кормораздатчика:

где - грузоподъемность одного кормораздатчика, т; - время одного рейса, ч.

На ферме с поголовьем 1100 голов целесообразнее применять раздатчика корма марки: КТУ-10 А с грузоподъемностью 3.3 т.

где - время загрузки, движения и выгрузки соответственно, ч.

Время выгрузки:

где - подача кормораздатчика при схемах, т/ч.

В случае раздачи корма мобильными средствами:

где - длина одного кормоместа, м; - расчетная скорость кормораздатчика , м/с; - суточный рацион животных; - кратность кормления.

Следовательно:

Время загрузки:

где - подача технического средства на погрузку, т/ч.

Время движения кормораздатчика от кормоцеха к животноводческому помещению и обратно:

где - среднее расстояние от места загрузки кормораздатчика до животноводческого помещения, км; - средняя скорость движения кормораздатчика с грузом и без груза, км/ч, = 23 км/ч.

Время одного рейса:

Опираясь на расчеты выше, фактическая производительность кормораздатчика будет равна:

Количество кормораздатчиков данной марки определяется по формуле:

2.3 Проектирование водоснабжения

2.3.1 Определение потребности в воде на ферме

Потребность в воде на ферме зависит от количества животных и норм водопотребления, установленных для животноводческих ферм.

Среднесуточный расход воды на ферме определяется по формуле:

где - число каждого вида потребителей, голов; - суточная норма потребления воды одним потребителем, л.

Вода на ферме в течении года расходуется не равномерно.

Максимальный суточный расход воды определяется так:

где - коэффициент суточной неравномерности, =1,3.

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

.

Максимальный секундный расход вычисляется по формуле:

.

2.3.2 Расчет наружной сети водопровода

Расчет наружной сети водопровода сводится к определению диаметра труб и потерь напора в них.

На данной ферме будут применяться тупиковые водопроводные сети.

Для устройства водопроводной сети используют различные виды труб. На данной ферме будут следующие трубы: для устройства наружной сети водопровода - чугунные, для внутренне - стальные.

Скорость воды на данной ферме равна 1,2 м/с, т.к. при большем ее значении будет происходить быстрый износ труб и опасность их разрыва при гидравлическом ударе. Диаметр труб наружного водопровода меньше 50 мм не рекомендуется.

Диаметр трубы определяется по формуле:

,

где V - скорость воды в трубах, м/с. Скорость воды примем 1,2 м/с.

Полученное значение округляем до стандартного, т.е. до 0,072 м.

Потери напора делятся на потери по длине и потери в местных сопротивлениях. Потери напора по длине обусловлены трением воды о стенки труб, а потери в местных сопротивлениях - сопротивлением кранов, задвижек, поворотов, разветвлений, сужений и т.д.

Потери напора по длине определяются по формуле:

где - коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий от материала и диаметра труб, =0,03; L - длина трубопровода, м; d - диаметр трубопровода, м; Q - расход воды на участке,

.

Величина потерь в местных сопротивлениях составляет 5-10 % от потерь по длине наружных водопроводов.

Потери местного сопротивления:

Общие потери:

2.3.3 Выбор водонапорной башни

Высота водонапорной башни должна обеспечить необходимый напор в наиболее удаленной точке.

Расчет производится по формуле:

,

где - свободный напор у потребителя. При применении автопоилок =4-5 м. При меньшем напоре вода медленно поступает в чашу автопоилки, при большом напоре происходит ее разбрызгивание.

При наличии на ферме жилых зданий свободный напор принимают равным: при одноэтажной застройке - 8 м, при двухэтажной застройке - 12 м.;

- сумма потерь в наиболее удаленной точке водопровода;

- геометрическая разность нивелирных отметок в фиксирующей точке и в месте расположения водонапорной башни, если местность ровная, = 0.

Значение примем равное 5.

.

Объем водонапорного бака определяется необходимым запасом воды на хозяйственно питьевые нужды, на противопожарные мероприятия и регулирующим объемом по формуле:

где - объем бака, м³;

- регулирующий объем, м³;

- объем на противопожарные мероприятия, м³;

- запас воды на хозяйственно-питьевые нужды, м³.

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.

Т.е. объем на противопожарные мероприятия исходя из этого будет равен:

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

, следовательно:

Регулирующий объем водонапорной башни зависит от суточного потребления воды на ферме, графика водопотребления, производительности и частоты включения насоса.

При известных данных , графики расходования воды в течение суток и режиме работы насосной станции регулирующий объем определяется методом составления расчетной таблицы или методом построения интегрального графика. Т.е берем как 20-30 % от .

.

Опираясь на полученные выше сведения по объему бака, можно выбрать наиболее оптимальные для данной величины башни. Это 4-е башни по 50 м³ и одна на 15 м³.

2.3.4 Выбор насосной станции

Для подъема воды из скважин и подача ее в водонапорную башню применяются водоструйные установки, погружные центробежные насосы, эрлифты.

Для фермы данного типа наиболее рациональным является подъем воды центробежным погружным насосом.

Производительность насосной станции зависит от максимальной суточной потребности в воде и режима работы насосной станции, вычисляется по формуле:

где - время работы насосной станции (ч), которое зависит от количества смен. =8-16 ч. Примем значение =8, т.е. одна смена.

Полный напор насосной станции определяется согласно схеме по следующей формуле:

,

где - полный напор насоса, м; - расстояние от оси насоса до наименьшего уровня воды в источнике, м. Принимаем = 10 м; - величина погружения насоса или всасывающего приема клапана, =1,5-2 м; - сумма потерь во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м.

,

где - сумма потерь напора в наиболее удаленной точке водопровода;

- сумма потерь напора во всасывающем трубопроводе, м;

При расчете значением можно пренебречь, а соответственно не учитывать.

где - высота бака, м; - высота установки водонапорной башни, м; - разность геодезических отметок от оси установки насоса до отметки фундамента водонапорной башни, м. При выполнении курсового проекта принимаем = 0.

.

Значение примем равное 2, следовательно:

.

По найденным выше значениям и выбираем марку насоса.[2]

Марка насоса, соответствующая данным показателям следующая:

ГЭЦВ8-25-150.

2.4 Механизация уборки и утилизации навоза

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

Расчет будем вести в следующей последовательности:

1)На основе современных достижений науки выбираем рациональную технологию уборки и утилизации навоза, схему которой помещают в расчетно-пояснительной записке;

2)Определяем суточный и годовой выход навоза в целом по ферме, а также в отдельных животноводческих помещениях;

3)Рассчитываем требуемую подачу средств уборки навоза, на основе которой выбираем оборудование или подбираем размеры навозных каналов (например, при гидравлических способах уборки);

4)Рассчитываем количество транспортных средств;

В соответствии с намеченной технологией утилизации и выходом навоза определяем размеры навозоприемников, навозохранилищ, подбираем оборудование для переработки навоза.

2.4.1 Расчет потребности в средствах удаления навоза

Количество навозной массы , получаемой от одного животного, подсчитывают по формуле:

где К, М - суточное выделение кала и мочи животным, кг; П - суточная норма подстилки на одно животное, кг; - коэффициент, учитывающий разбавление экскрементов водой: при транспортерной системе (= 1,2).

(кг)

(кг)

(кг)

Суточный выход - навоза с фермы находят из выражения:

,

где - поголовье животных однотипной производственной группы;

- количество производственных групп на ферме.

Годовой выход находят по формуле:

где - число дней накопления навоза, т.е. продолжительность стойлового периода.

.

Влажность бесподстилочного навоза можно найти из выражения, в основу которого положена формула И.Н. Бацанова и И.И. Лукьяненкова:

где - влажность экскрементов (для крупного рогатого скота - 87 %).

.

Для нормальной работы механических средств удаления навоза из помещений должно выполняться условие:

где - требуемая производительность навозоуборочного средства в конкретных условиях, т/ч; - часовая производительность того же средства по технической характеристике, т/ч.



где - суточный выход навоза в данном животноводческом помещении, т; - кратность уборки навоза (3-6 раз); - время на разовую уборку навоза (0,5-1 ч); - коэффициент, учитывающий неравномерность рядового количества навоза, подлежащего уборке, =1,3; - количество механических средств, устанавливаемых в данном помещении.

Таким образом производительность навозоуборочного средства в помещениях, где содержатся коровы (на 400, 200 и 100 голов) будет равна:

Ссылаясь на вычисленные результаты производительности навозоуборочного средства, для данной курсовой работы были выбраны следующий марки транспортеров:

ТСН-160 по своим характеристикам соответствует обслуживанию коровника на 400 голов. Для оставшихся 3-х типов помещений лучшим является транспортер марки ТСН-3,0 Б.

После животноводческого помещения навоз, как правило, попадает в навозоприемник (исключение составляют системы получения твердого навоза на фермах крупного рогатого скота, где его сразу грузят в транспортные средства). Практика эксплуатации гидравлических систем уборки навоза показала, что емкость навозоприемника, рассчитанная накопление половины суточного выхода навозных стоков с фермы (комплексов), обеспечивает нормальную работу систем с равномерной круглосуточной разгрузкой сооружений и аппаратов по переработке навоза.

В системах, где навоз используют без переработки, емкость навозоприемника должна обеспечивать непрерывную в течение 15 минут работу насосов, перекачивающих навоз в хранилище.

2.4.2 Расчет транспортных средств для доставки на навозо-хранилище

В первую очередь необходимо решить вопрос о способе доставки навоза в навозохранилище: мобильными или стационарными техническими средствами. Для фермы данного типа следует выбрать мобильные средства марки: бульдозера Д-606 и прицепом 2-ПТС-6. Для данного способа доставки навоза производим расчет количества технических средств.

Мобильные технические средства доставки навоза в навозохранилище выбираются на основании расчета.

Производительность мобильных средств:

где - суточный выход навоза от всего поголовья фермы, т; - время работы технических средств, = 8 ч.

.

Определяем расчетную фактическую производительность технического средства данной марки.

где - грузоподъемность транспортного средства, т; - время одного рейса, ч.

Длительность одного рейса определяется по формуле:

где - время загрузки транспортного средства;

- время движения с грузом и без него;

- время выгрузки.

Значит:

.

Если навоз отвозят от каждого животноводческого помещения, не имеющего накопительной емкости, то необходимо иметь одну тележку на каждое помещение, а по формуле определяется фактическая производительность трактора с тележкой. В этом случае количество тракторов рассчитывается по формуле:

,

Принимаем значение количества тракторов равное 2.

2.4.3 Расчет процессов переработки навоза

Для хранения подстилочного навоза применяют площадки с твердым покрытием, оборудованные жижесборниками.

Площадь хранилища для твердого навоза определяется по формуле:

,

где - высота укладки навоза (обычно 1,5-2,5 м).

Примем для расчетов значение =2; - объемная масса навоза, т/м³.

В расчетах принимаем следующий способ приготовления органических удобрений из бесподстилочного навоза.

При приготовлении гомогенизированного навоза, он поступает сначала в секции карантинного хранилища, общая емкость которого должна обеспечивать прием навоза в течение 11-12 суток. Следовательно, общая емкость хранилища определяется из формуле:

,

где - продолжительность накопления хранилища, сут.

.

Многосекционные карантинные хранилища чаще всего выполняют в виде шестигранных ячеек (секций). Эти ячейки собирают из железобетонных плит длиной 6 и шириной 3 м, устанавливаемых вертикально. Вместимость такой секции составляет 140 м³. Поэтому число секций находим из соотношения:

.

При переработке навоза с разделением на фракции необходимо подсчитать относительный выход жидкой фракции, ее влажность , а также количество осадка (твердой фракции).

Формулы для расчета следующие:

,

где ;

- количество исходной массы, поступающей на разделительную установку; - количество жидкой фракции, полученной после разделения; - относительное содержание сухого вещества в твердой фракции или осадке (= 20-25 % - не фильтрующих центрифуг); - относительное (в %) содержание сухого вещества в исходном навозе; - эффект осветления суспензии (=40-65 % - для виброфильтров и фильтрующих центрифуг).

Принимаем значения и равными 25 и 50 соответственно.

Зная относительный выход жидкой фракции, определяем количество жидкой фракции и осадка , полученные в результате разделения навоза:

,

Влажность жидкой фракции составит:

2.5 Вентиляция и отопление

В помещениях для содержания скота имеются большие выделения тепла, влаги и газа. При этом в некоторых случаях количество выделяемого тепла бывает достаточным для удовлетворения нужд отопления в зимнее время.

В сборных железобетонных конструкциях с перекрытиями без чердаков тепла, выделяемого животными, недостаточно. Вопрос о теплоснабжении и вентиляции в этом случае усложняется, особенно для районов с наружной температурой воздуха зимой -20 ⁰С и ниже.

2.5.1 Классификация вентиляционных устройств

Для вентиляции животноводческих помещений предложено значительное количество различных устройств.

Вентиляционные устройства подразделяются на приточные, нагнетающие воздух, вытяжные, отсасывающие воздух, и комбинированные, при которых приток воздуха в помещение и отсасывание из него осуществляется одной и той же системой.[1]

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

Кратность часового воздухообмена определяется по формуле:

,

где - количество воздуха, подлежащего удалению, м³/ч; - объем помещения, м³.

Расчет величины требуемого воздухообмена по содержанию углекислоты, производится по формуле:

где - количество углекислоты, выделяемое одним животным в течение часа, л/ч; - предельно допустимое количество углекислоты в воздухе помещения л/м³; - содержание углекислоты в свежем (приточном) воздухе, л/м³ (= 0,3…0,4 л/м³).

.

Соответственно

2.5.2 Вентиляция с естественным побуждением воздуха

Т.к. полученное значение < 3, то в дальнейшем рассчитываем показатели вентиляции с естественным воздухообменом.

Требуемую площадь сечений каналов определяем по формуле:

,

где - скорость движения воздуха при прохождении через трубу определенной высоты и при определении разницы температур, м/с.

Значение в каждом случае может быть определено по формуле:



где - высота канала, м; - температура воздуха внутри помещения, град; - температура воздуха снаружи помещения, град;

Примем высоту канал равную 2 м, тогда:

Следовательно,

.

Производительность канала, имеющего площадь сечения = 0,25 м² будет равна:

.

Число каналов находим по формуле:

.

2.5.3 Расчет отопления помещения

В помещениях, где оптимальная температура и влажность воздуха поддерживаются за счет биологического тепла, нет необходимости ставить специальные источники отопления.

Для животноводческих помещений применяют воздушное отопление, паровое низкого давления с температурой приборов до 100 ⁰С, водяное с температурой 75-90 ⁰С, электронагреваемые полы.

Определяют дефицит теплового потока для отопления животноводческих помещений по формуле:

где - поток теплоты, проходящий сквозь ограждающие строительные конструкции, Дж/ч; - поток теплоты, теряемый с удаляемым воздухом при вентиляции, Дж/ч; - случайные потери потока тепла, Дж/ч; - поток тепла, выделяемы животными, Дж/ч.

где - коэффициент теплоотдачи строительных конструкций; - площадь поверхностей, теряющих поток теплоты; - температура воздуха внутри и снаружи помещения соответственно.



где - объемная теплоемкость воздуха, равная 0,0013 Дж/м^{3 0}C.

,

где - поток теплоты, выделяемый одним животным данного вида, Дж/ч; - количество животных данного вида в помещении, гол.

Поток теплоты, выделяемый животными равен:

Случайные потери потока тепла принимаются в количестве 10-15 % от , т.е.

Значит:

Полученное выше отрицательной значение дефицита теплового потока свидетельствует о том, что теплоты, выделяемой животными (а соответственно и температуры помещения), вполне достаточно для обеспечения оптимальной работоспособности персонала и поддержания высокой продуктивности животных, локализующихся в коровнике без применения дополнительных нагревательных установок.

2.6 Механизация доения коров и первичной обработки молока

При привязном содержании рекомендуется доить по следующей схеме:

В стойлах с использованием линейных доильных установок с оборотом молока в молокопровод.

Основываясь на данные по количеству обслуживаемых коров выбираем, доильную установку:АДМ-8.

При обслуживании каждой установкой АДМ-8 по 200 голов коров (при норме в 825 дойных) потребуется 5 подобных установок.

Количество операторов машинного доения коров на ферме с учетом подменных определяется по формуле:

,

где - количество дойных коров на ферме; - нагрузка на одного оператора (=50 голов при доении в молокопровод).

Первичная обработка молока на ферме осуществляется с целью получения молока высокого качества. Операции первичной обработки молока следующие: очистка, охлаждение и пастеризация (при необходимости). Первичная обработка молока должна осуществляться в потоке.

Производительность поточной линии находим так:

где - коэффициент сезонности поступления молока, равный 1,2-1,5; - количество коров на ферме, или в одном коровнике; - средний годовой удой одной коровы, кг; - кратность дойки, =2-3; - длительность дойки, ч, =2 ч.

Принимаем кратность дойки равную 2 ч, а значение =1,35.

При проектировании молочного отделения используются пластинчатые охладители.

Их выбор можно осуществить по поверхности теплообмена:

где - теплоемкость молока, Дж/(кг ⁰C), равно ;

- начальная температура молока, поступающего в охладитель, = 35-37 ⁰C; - конечная температура молока после охлаждения, = 6-8 ⁰C; - общий коэффициент теплопередачи, Дж/м^{2 0}C; - средняя логарифмическая разность температур, определяемая по формуле:

где - разность температур между молоком и охлаждающей жидкостью на входе молока в охладитель; - разность температур между молоком и охлаждающей жидкостью на выходе молока из охладителя, = 2-3 ⁰C.

,

Число пластин в секции охладителя определяется по формуле:

где - площадь рабочей поверхности одной пластины, =0,043 м².

После расчета и выбираем охладитель.

Наиболее оптимальным тепловым аппаратом будет являться:

охладитель ООТ-М.

Расход холода на охлаждение молока в количестве определяется по формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий теплопотери в трубопроводах, = 1,15.

По найденному расходу холода подбираем холодильную установку:

Нашим показателям соответствует установка АВЗО.

Расход льда на охлаждение килограмма молока определяется по формуле:

где - удельная теплота плавления льда, =3,4 *10⁵ Дж/кг; - количество воды в бассейне до загрузки льда, кг; - теплоемкость воды, Дж/кг ⁰C, = 4,2 Дж/кг ⁰C; - начальная температура воды, град; - конечная температура воды, град.

3. Экономические показатели

Внедрение комплексной механизации на животноводческих фермах приводит к повышению производительности труда, а также к улучшению экономических показателей животноводческих предприятий.

Экономическая эффективность оценивается целым рядом показателей: ростом производительности труда, снижением эксплуатационных расходов и затрат, годовым экономическим эффектом и др.

Годовые эксплуатационные затраты определяются по формуле:

где - амортизационные отчисления и отчисления на текущий ремонт и техническое обслуживание оборудования и зданий животноводческой фермы, тыс. руб.,

- годовой фонд заработной платы обслуживающего персонала, тыс. руб.,

- стоимость расходуемых в течение года материалов, связанных с работой техники, тыс. руб.

Для расчета отчислений необходимо иметь исходные данные о балансовой стоимости основных фондов (машины, здания), которые оформляются по форме.

При определении балансовой стоимости зданий необходимо брать сведения из типовых проектов с учетом коэффициента 1,3. Стоимость ограждений из жердей и досок 3,37, металлической сетки - 4,47 руб./м, прейскурантная стоимость машин и оборудования берется из таблиц технической характеристики. Стоимость твердых покрытий (проездов и площадок) определяется из расчета 11,7 руб./м².

Амортизационные отчисления и отчисления на текущий ремонт по определяем по нижеследующей формуле:

где - балансовая стоимость i-той группы основных фондов, тыс. руб.; - норма амортизационных отчислений i-той группы основных фондов, %; - норма отчислений на текущий ремонт i-той группы основных фондов.

Годовой фонд заработной платы в курсовом проекте определяется по формуле:

где - годовые затраты труда, чел/час; - средняя оплата одного человека-часа с учетом всех начислений, = 20 руб. (для Алтайского края).

Определяем количество работников по категориям и годовые затраты труда по формуле:

,

где - количество рабочих на ферме, чел; - годовой фонд рабочего времени одного работника, ч., = 2088 ч.

Тогда:

Для определения стоимости материалов, расходуемых в течение года, учитываем расход электроэнергии, топлива, горючего и соответственно подсчитываем их:

,

где - годовой расход электроэнергии (кВт*ч), топлива (т) и горючего (т), - стоимость электроэнергии, топлива (уголь) и горючего.

В расчетах принимаем:

=1,57 кВт/ч;

=800 руб./т;

=1400 руб./т;

Соответственно:

4. Охрана окружающей среды

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

При проектировании ферм и комплексов необходимо своевременно предусмотреть все меры по защите окружающей среды и сельской местности от нарастающего загрязнения, что следует считать одной из важнейших задач гигиенической и других профилей, занимающихся данной проблемой.[3]

Выводы по проекту

На основании произведенных в курсовом проекте расчетов я делаю следующие выводы:

Для молочно-товарной фермы с поголовьем 1100 голов при стойлово-пастбищной системе и привязном способе содержания животных потребуются:

1. Для осуществления процесса кормления:

· Кормоцех марки ТП-801-461 базовый вариант

· 3 кормораздатчика типа КТУ-10А

2. Для осуществления водоснабжения:

· Водонапорная сеть с диаметром трубы 72 мм

· Три водонапорные башни: по 25 м³ каждая

· Центробежный погружной насос марки ГЭЦВ8-25-150

3. Для осуществления механизации уборки и утилизации навоза:

· Десять транспортеров для уборки навоза: четыре ТСН-160 для коровников (400 гол.) и шесть ТСН-3,0 Б для остальных коровников(200 и 100 гол.) и для помещения, где локализуются телята и нетели.

· Два бульдозера марки Д-606 и два прицепа 2-ПТС-6

4. Система вентиляции с естественным побуждением воздуха.

5. Для осуществления процесса доения:

· Пять доильных установок АДМ-8 при обслуживании 200 голов каждой

· Тепловой аппарат ООТ-Н

· Холодильная установка АВЗО

6. Годовые затраты: 6395,4 тыс. руб.

Использованная литература

1. Богословский В.Н., Щеглов В.П. «Отопление и вентиляция».-М.: Стройиздат, 1980.-295 с.

2. Кашеков Л.Я. «Механизация водоснабжения животноводческих ферм и пастбищ».- М: Колос, 1976.-288 с.

3. Лаптев И.П. «Сельское хозяйство и охрана природы».-М.: Колос, 1962.-214 с.

4. Мельников С.В. «Механизация и автоматизация животноводческих ферм».-М.: Колос, 1978.-560с.

Приложение

Таблица № 1

Количество скотомест на ферме

Группа животных	Коэффициент	Количество голов
I. Коровы	1	1100
дойные	0,75	825
сухостойные	0,13	143
новотельные	0,12	132
II. Нетели	0,12	132
III. Телята	0,06	66

Таблица № 3

Нормы потребности воды

Группы животных	Нормы потребности воды на одну голову в сутки, л
	Всего	в т.ч. горячей воды	в т.ч. на поение животных
Коровы молочные	100	15	65
Телята	20	2	10
Нетели	60	5	40

Таблица № 4

Суточное выделение кала и мочи

Группы животных	Выход в сутки от одной головы
	Мочи, л	Кала, кг
Коровы	20	35
Нетели	7	20
Телята	2	5

Таблица № 2

Суточный рацион для дойных/сухостойных и новотельных коров/нетелей.

Вид корма	Количество кормов в рационе, кг	В рационе содержится
		Корм. Ед., кг	Переваримого протеина, г	Кальция, г	Фосфора, г	Каротина, мг
Сено разнотравное	4/4/3	1.68/1,84/1.44	180/304/120	13.2/28/17.1	7.27,2/3.3	40/40/39
Силос кукурузный	20/12/7.5	3.2/2,28/1.42	220/132/82.5	24/20,4/12.75	1.6/5,52/3.45	200/233,4/139.5
Концентраты	2/1,5/1.3	2.24/1,68/1.46	252/189/163.8	0.6/0,45/6.39	9.6/7,2/6.24	-
Соль повар.	0.05/0,05/0.05
Корнеплоды	-/4/-	-/0,48/-	-/36/-	-/1,6/-	-/2/-	-/0,4/-
Сенаж зл.-боб.	-/6/8	-/1,92/2.26	-/228/304	-/16,8/22.4	-/8,4/11.2	-/180/240
Солома из яр. пшеницы	-/-/1	-/-/0.22	-/-/9	-/-/3.3	-/-/0.9	-/-/5
Итого:	-	8.78/8,2/7.1	743/889/673.3	67.8/67,5/55.94	22.2/30,32/25.09	303/453,6/423.5
Требуется по норме	-	7,7/6.5	850/682	80/57	45/36	345/300

Рис. 1. Схема водонапорной башни

Рис. 2. Схема насосной станции

Размещено на Allbest.ru