Комплексная механизация СТФ с разработкой линии вентиляции и отопления

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

САМАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра "Механизация и технология животноводства"

Курсовой проект

на тему: «Комплексная механизация СТФ с разработкой линии вентиляции и отопления»

Выполнил студент 4 курса 8 группы

инженерного факультета Кухарь А.А.

Руководитель курсового проектирования Новиков В.В.

Дата защиты ____________________

Оценка _______________________________

Кинель - 2002 г.

Содержание

Задание. 3

Реферат. 4

Введение. 5

1. Обзор литературы.. 7

2. Технологическая часть. 12

2.1. Вентиляция и отопление. 13

2.2. Приготовление и раздача корма. 17

2.3. Уборка и удаление навоза. 18

3. Конструктивная часть. 19

4. Экономическая часть. 21

Используемая литература. 22

Задание

Проектируемая линия: вентиляция и отопление.
Исходные данные: свиньи на откорме; поголовье – 2500 шт.

Реферат

Курсовой проект по дисциплине «Механизация и технология животноводства» выполняется студентами с целью закрепления и углубления теоретичес­ких знаний, приобретения навыков при решении конкретных задач произ­водства путем овладения методикой проектирования ферм и комплексов.

Решения инженерных задач в области механизации производствен­ных процессов на животноводческих фермах и комплексах должны быть выполнены с учетом прогрессивной технологии содержания животных и птиц. Курсовое проектирование призвано развивать самостоятельность студента, способность принимать нешаблонные решения, поэтому объек­том разработки должно служить реальное предприятие животноводства, на котором студент должен провести детальную разработку одной из про­изводственных линий.

Курсовой проект представлен расчетно-пояснительной запиской и графической частью на 3х
листах формата А1:

1 лист – план и разрез животноводческого помещения с размещением технологического оборудования;

2 лист – патентные исследования;

3 лист – конструктивная разработка.

В пояснительной записке объемом 22 страницы машинописного текста, приводятся основные расчеты, необходимые графики и рисунки. Содержание расчётно-пояснительной записки разделено на разделы и параграфы. Она содержит следующие разделы: содержание; реферат, в котором отражаются цели и задачи курсового проекта; введение – о роли свиноводства в народном хозяйстве; обзор литературы – о машинах и устройствах, применяемых для вентиляции и отопления; технологическая часть – расчёт вентиляции и отопления; конструктивная часть – расчёт заданной линии и конструктивной разработки; экономическая часть и список литературы.

Целью курсового проекта является закрепление и углубление теоретических знаний и применение навыков применения их для решения конкретных задач производства путём овладения методикой проектирования ферм и комплексов с учётом прогрессивной технологии содержания животных и форм организации труда.

Введение

Главная задача агропромышленного комплекса — решение продовольственной проблемы, т. е. надежное обеспечение насе­ления страны продуктами питания. Одним из основных направ­лений при этом является увеличение производства мяса.

На долю свиноводства приходится почти треть всех доходов, получаемых от животноводства. Поэтому очень важно постоян­но улучшать техническое оснащение свиноферм и комплексов, что достигается в результате их реконструкции.

Генеральное направление развития животноводства в свете решений правительства — это техническое перевооружение отрасли, обеспечивающее переход к машинному способу производ­ства продукции на промышленной основе.

Научно-техническая революция учитывает следующие прогрес­сивные тенденции' в механизации животноводческих ферм и про­мышленных комплексов:

· широкое использование в животноводстве электрической энер­гии в качестве энергетической базы;

· создание поточных линий, позволяющих осуществить переход к промышленным способам производства продукции животноводства;

· повышение уровня механизации и автоматизации производствен­ных процессов на фермах, повышение уровня автоматизации отдель­ных операций в процессах, ликвидация ручного труда при выполне­нии процессов;

· внедрение машин, устройств и установок, использование кото­рых благоприятно влияет на жизнедеятельность организма животных (регулирование светового режима, создание микрокли­мата, применение облучения и др.);

· применение принципиально новых проектных, архитектурно-строительных и технологических решений в области содержания животных и птицы, переработки продуктов животноводства, связей животноводческих ферм с потребителями их продукции.

Таким образом, высокие темпы развития сельскохозяйственного производства обусловливают необходимость ускоренного ввода в действие большого количества новых производственных мощностей по переработке и хранению сельскохозяйственной продукции, строительства крупных промышленных комплексов по производству мяса, молока, яиц, шерсти, возведения новых элеваторов, зер­носкладов, предприятий комбикормовой промышленности.

Большие объемы капитального строительства требуют приме­нения индустриальных методов возведения зданий и сооружений, т. е. технического переоснащения сельских строительных органи­заций. Более половины всех капитальных вложений, выделяемых сов­хозам и планируемых колхозами, идет на строительство производ­ственных зданий. Поэтому от того, насколько рационально будут использованы эти средства, зависит успех сельскохозяйственного производства, его рентабельность и высокая отдача фондов.

Наиболее важные задачи в области сельскохозяйственного строительства, вытекающие из решений правительства, следующие:

· повышение технического уровня и качества сельскохозяйствен­ного строительства, внедрение научной организации труда;

· развитие индустриализации и сборности возводимых объектов, с тем чтобы превратить строительное производство на селе в комплексно-механизированный процесс монтажа зданий из унифи­цированных элементов;

· дальнейшее развитие механизации строительства как важней­шее условие повышения производительности труда;

· максимальное использование местных и новых эффективных материалов, изделий из них и применение облегченных индустриальных конструкций;

· повышение организационного уровня строительства, расширение подрядного способа.

Выполнение этих задач возможно лишь при непрерывном тех­ническом прогрессе, решительном улучшении организации работ и повышении технического уровня сельского строительства на осно­ве его широкой индустриализации.

Современное развитие сельскохозяйственного производства предъявляет качественно новые требования к вопросам технологии содержания животных и птицы, машинам и оборудованию для комплексной механизации и автоматизации производственных про­цессов, объемно-планировочным и конструктивным решениям зда­ний и сооружений, на основе которых должны создаваться прогрес­сивные проекты животноводческих и птицеводческих ферм, фабрик и комплексов для производства продукции на промышленной ос­нове.

1. Обзор литературы

При выполнении данного курсового проекта были использованы следующие патентные свидетельства:

1. ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР

Использование: область вентиляторостроения. Сущность: осевой вентилятор содержит корпус (К) с полостями всасывания и нагнетания, установленное в нем рабочее колесо с лопатками, снабженными центральными клапанами (ЦК). Входные отверстия ЦК гидравлически связаны с полостью нагнетания. К снабжен последовательно сообщенными между собой поворотным и кольцевым клапанами, последний из которых расположен концентрично К, кольцевой щелью, выполненной в зоне выходных отверстий ЦК лопаток, пассивное сопло связано с атмосферой, а камерой смешения служит поворотный канал. В стенках поворотного и кольцевого каналов выполнены профилированные окна.

Изобретение относится к вентиляторостроению.

Известен вентилятор, содержащий кор­пусе полостями всасывания и нагнетания и установленное в корпусе рабочее .колесо с осевыми лопатками, имеющими центробежные каналы с входными и выходными отверстиями, причем последнее гидравлически связано с полостью нагнетания. Центробежные каналы лопаток использованы для устранения смыва потока с поверхностей, расположенных в полости нагнетания.

Недостаток известного устройства – низкий КПД.

Из известных наиболее близких описываемому изобретению является осевой вентилятор, содержащий корпус со стенкой и полостями всасывания и нагнетания, установленное в корпусе рабочее колесо, лопатки которого имеют центробежные каналы с входными и выходными отверстиями, причем входные отверстия расположены в полости всасывания, а выходные отверстия гидравлически связаны с полостью нагнетания.

Недостаток известного вентилятора заключается в низкой производительности.

Техническая задача изобретения – повышение производительности вентилятора.

Техническая задача решается благодаря тому, что в осевом вентиляторе, содержащем корпус с полостями всасывания и нагнетания, установленное в нем рабочее колесо с лопатками, снабженными центробежными каналами, входные, отверстия которых гидравлически связаны с полостью всасывания, а выходные – с полостью нагнетания, в соответствии с изобретением корпус снабжен последовательно сообщенными между собой поворотным и кольцевым каналами, последний из которых расположен концентрично корпусу, кольцевой щелью, выполненной в зоне выходных отверстий центробежных каналов лопаток, и эжектором, активное сопло которого сообщено посредством щели с каналами лопа­ток, пассивное сопло связано с атмосферой, а камерой смешения служит поворотный канал, причем в стенках поворотного и кольцевого каналов выполнены профилированные окна.

На фиг.1 показан осевой вентилятор, продольный разрез; на фиг.2 – поворотный и кольцевой каналы осевого вентилятора (фрагмент), продольный разрез; на фиг.З – вид по стрелке А на фиг.2.

Стрелками показаны направления воздушных потоков при работе осевого вентилятора.

Осевой вентилятор содержит корпус с основной стенкой 1, дополнительной коак­сиальной внешней стенкой 2, полостями всасывания 3 и нагнетания 4,
установленное в корпусе рабочее колесо 5 с лопатками 6, снабжёнными центробежными каналами 7, входные отверстия 8 которых гидравлически связаны с полостью всасывания 3, а выходные отверстия 9 – с полостью нагнетания 4 через последовательно расположённые кольцевую щель 10 в основной стенке 1 корпуса, эжектор (активное сопло 11-которого (сообщено посредством щели 10 с каналами 7 лопаток 6, а пассивное сопло 12 связано с атмосферой через окно 13), поворотный канал 14 и кольцевой канал 15, выполненные между основной стенкой 1 и дополнительной стенкой 2 корпуса. Кольцевой канал 15 расположен концентрично корпусу, причем длина основной стенки 1 корпуса ограничена концом кольцевого канала 15. Камерой смешения в устройстве служит поворотный канал 14. В стенках поворотного 14 и кольцевого 15 каналов могут быть выполнены поперечные профилированные окна 16.

Осевой вентилятор работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса 5 одна часть воздуха из лопасти всасывания пе­ремещается лопатками 6 в поверхность нагнетания 4 центральным осёвым потоком, направляемым внутренней поверхностью основной стенки 1 корпуса, а другая часть воздуха из полости всасывания 3 перемещается в полость нагнетания 4 по центробежным каналам 7 через кольцевую щель 10, активное сопло 11 эжектора, окно 13 (где центробежный воздушный поток захватывает дополнительную часть воздуха из атмосферы), пассивное сопло 12 эжектора, поворотный 14 и кольцевой 15 каналы. На. выходе из кольцевого канала 15 образуется внешний коаксиальный поток, объем которого (в единицу времени) больше объема (в единицу времени) потока через центробежные каналы 7 лопаток 6. Оба потока имеют практически одинаковое давлением скоро­сть и движутся без взаимных помех параллельно, что сводит до минимума потери энергии на удар, взаимные помехи и завих­рения. Из полости нагнетания 4 воздух подается к потребителю.

Описываемая конструкция позволяет повысить производительность и КПД осево­го вентилятора.

Формула изобретения

1. ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР, содержащий корпус с полостями всасывания и на­гнетания, установленное в нем рабочее колесо с лопатками, снабжёнными центробежными каналами, входные отверстия которых гидравлически связаны с полостью всасывания а выходные – с полостью нагнетания, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, корпус снабжен последовательно сообщенными между собой поворотным и кольцевым каналами, последний из которых расположен концентрично корпусу, кольцевой щелью, выполненной в зоне выходных отверстий центробежных каналов лопаток, и эжектором, активное сопло которого сообщено посредством щели с каналами лопаток, пассивное сопло связано с атмосферой, а камерой смешения служит поворотный канал.

2. Вентилятор по п.1, отличающийся тем, что в стенках поворотного и кольцевого каналов выполнены профилированные окна.

2. ВЕНТИЛЯТОРНАЯ УСТАНОВКА

Использование: в вентиляторостроении, в составе медицинских барокомплексов, в системах терморегулирования Сущность изобретения: установка содержит корпус, в котором установлены два вентилятора, выходные каналы которых соединены, образуя общий каналу а также заслонку для закрытия выходного канала одного из вентиляторов, выходные каналы размещены V-образно, заслонка установлена с возможностью поворота на оси, размещенной в месте схождения внутренних стенок выходных каналов. Корпус выполнен из двух частей, соединенных посредством фланцевого соединения при этом выходные каналы вентиляторов выполнены в одной из частей и на ней выполнен V-образный вырез, а другая часть содержит общий канал и раструб, охватывающий наружные стенки сходящихся каналов.

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано в медицинских барокомплексах и системах терморегулирования.

Известна вентиляторная установка, содержащая корпус, в котором установлены два вентилятора, имеющие общий выходной канал и заслонку, выполненную из двух пластин, соединенных между собой шарниром.

Недостатком этой конструкции являются сложность конструкции заслонки и значительные перетемни от работающего вентилятора к резервному, что вызвано наличием пазов для приводного механизма и шарнира в заслонке.

Этого недостатка лишена вентиляторная установка, содержащая корпус, в котором установлены два вентилятора, выходные каналы которых размещены V-образно и подключены к общему каналу, и поворотную заслонку для закрытия одного из каналов.

Недостатками этой установки является малая надёжность, что вызвано наличием специального привода для поворота заслонки, а также сложность изготовления.

Целью изобретения является повышениенадежности и упрощение изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что в вентиляторной установке, содержащей корпус, в котором установлены два вентилятора, выходные каналы которых размещены V-образно и подключены к общему каналу, и поворотную заслонку, выходные каналы снабжены общей разделительной стенкой, на наружной поверхности которой выполнен вырез, образованный пазом под ось заслонки и фиксирующими плоскими срезами, расположенными в плоскостях, параллельных оси, корпус выполнен разъемным из двух частей, соединенных горизонтальным фланцевым соединением, причем выходные каналы размещены в одной части, а общий канал в другой части.

На чертеже показан пример конкретного выполнения вентиляторной установки.

Установка содержит разъемный из двух частей 1 и 2 корпус, в котором установлены основной 3 и резервный 4 вентиляторы. В части 1 корпуса выполнены их улитки 15 и 6 и выходные каналы 7 и 8, в части 2 выполнен общий канал 9. В корпусе установлена заслонка 10 с возможностью поворота на оси 11, установленной в пазу, выполненном на общей разделительной стенке каналов 7 и 8. На части 1 выполнен вырез, стенки которого образуют фиксирующие плоские срезы 12 и 13. Части 1 и 2 корпуса соединены фланцевым соединением по плоскости 14.

Вентиляторная установка работает следующим образом. При работе основного вентилятора 3 его колесо создает поток воздуха, текущий через улитку 5 и канал в канал 9, при этом давление воздуха прижимает заслонку 10 к срезу 13, предотвращая переток воздуха через канал 8 в атмосферу. При выходе из строя вентилятора 3 включают резервный вентилятор 4, при этом заслонку 10 прижимает к срезу 12.

Формула изобретения

Вентиляторная установка, со­держащая корпус, в котором установлены два вентилятора, выходные каналы которых размещены V-образно и подключены кобщему каналу, поворотную заслонку для закрытия одного из каналов, установленную на оси, отличающаяся тем, что с цепью повышения надежности и упрощения изготовления, выходные каналы вентиляторов снабжены общей разделительной стенкой, на наружной поверхности которой выполнен вырез, образованный пазом под ось заслонки и фиксирующими плоскими срезами, расположенными с двух сторон от паза V-образно в плоскостях, параллельных оси, корпус выполнен разъемным из двух частей, соединенных горизонтальным фланцевым соединением, причем выходные каналы размещены в одной части, а общий канал – в другой части.

3. ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ

Изобретение относится к теплоэнерге­тике и может быть использовано в котлах, работающих в системах отопления и горяче­го водоснабжения. Цель изобретения -повышение теплопроизводительности и на­дежности. Водогрейный котел содержит размещенную в корпусе 1 топку 2 с верхним 3, передним 4, задним 5 и боковыми 6 об­рамляющими экранами из труб 7 с плавниками 8. В каждой трубе 7 верхнего экрана поперечно по ее длине установлены дымо­гарные трубы, выходные торцы которых расположены по разные стороны от верти­кальной диаметральной плоскости трубы 7. Плавники 8 верхнего экрана выполнены в виде дуги окружности, обращенной выпук­лостью в сторону корпуса 1. При сжигании топлива в горелках топки 2 образующиеся дымовые газы, поднимаясь к потолку топки 2, омывают передний 4, задний 5, обращен­ные в топку боковые 6 экраны, промежуточ­ные экраны 10, плавники 8 и трубы 7 верхнего экрана со стороны топки 2 и, пройдя через дымогарные трубы со стороны корпуса 1 в верхних газоходах 23, затем опускаются по вертикальным конвективным газоходам 24 в горизонтальные газоходы 25.

Изобретение относится к теплоэнерге­тике и может быть использовано в котлах, работающих в системах отопления и горяче­го водоснабжения.

Цель изобретения - повышение теплопроизводительности и надежности.

На фиг. 1 схематично представлен водо­грейный котел без фронтальной обмуровки; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Водогрейный котел содержит размещен­ную в корпусе 1 топку 2 с верхним, передним, задним и боковыми обрамляющими экрана­ми 3, 4, 5 и 6 соответственно из труб 7 с плавниками 8. В каждой трубе 7 верхнего экрана 3 поперечно по ее длине установле­ны дымогарные трубы 9, выходные торцы которых расположены по разные стороны от вертикальной диаметральной плоскости трубы 7. Плавники 8 верхнего экрана 3 вы­полнены в виде дуги окружности, обращен­ной выпуклостью в сторону корпуса 1.

Между боковыми обрамляющими экра­нами 6 и корпусом 1 установлены промежу­точные экраны 10, трубы 11 которых также выполнены с плавниками 12 и размещены со смещением относительно труб 7 соответ­ствующих боковых экранов 6, причем трубы 7 дополнительно скреплены с соседними трубами 11 промежуточных экранов 10 са­мокомпенсирующимися плавниками 12. Трубы 11 промежуточных экранов 10 под­ключены к нижним и верхним продольным коллекторам 13 и 14, причем внутри послед­них установлена перегородка 15. Трубы 7 боковых экранов 6 подключены к нижним продольным коллекторам 16, а через трубы 7 верхнего экрана 3 соединены с верхним продольным коллектором 17, в котором так­же установлена перегородка 15.

Трубы 7 переднего экрана 4 подключе­ны к нижним поперечным коллекторам 18 и через трубы 7 боковых экранов б и трубы 7 верхнего экрана 3 соединены с верхним продольным коллектором 17.

Трубы 7 заднего экрана 5 подключены к нижнему поперечному коллектору 19, сое­диненному с нижними продольными кол­лекторами 16 боковых экранов 6. В верхней части трубы 7 заднего экрана 5 подключены к верхнему поперечному коллектору 20, вре­занному в верхний продольный коллектор 17. Верхние продольные коллекторы 14 соединены с входным патрубком 21 пи­тательной воды и подключены к верхнему продольному коллектору 17 трубами 22 и уста­новлены своей наивысшей точкой ниже наи­высшей точки продольного коллектора 17.

Трубы 7 экранов 3, плавники 8, дымо­гарные трубы 9 и корпус 1 верхнего экрана

3 образуют верхние газоходы 23. Трубы 7 боковых экранов 6 и трубы 11 промежу­точных экранов 10 с плавниками 8 и 12 соответственно образуют вертикальные конвективные газоходы 24, соединенные с горизонтальными газоходами 25.

Водогрейный котел работает следую­щим образом.

При сжигании топлива в горелках топки 2 образующиеся дымовые газы, поднимаясь к потолку топки 2, омывают передний 4, задний 5 и обращенные в топку боковые обрамляющие экраны 6, промежуточные эк­раны 10, плавники 8 и трубы 7 верхнего экрана 3 со стороны топки 2 и, пройдя через дымогарные трубы 9 со стороны корпуса 1 в верхних газоходах 23, затем опускаются между теплообменными трубами 7 боковых экранов 6 и трубами 11 промежуточных эк­ранов 10 по образованным вертикальным конвективным газоходам 24, отдавая тепло конвективным поверхностям нагрева боко­вых экранов 6 и промежуточных экранов 10, в горизонтальные

газоходы 25, после чего поступают в дымовую трубу (не показано).

Питательная вода подается через пат­рубки 21 в верхние продольные коллекторы 14 промежуточных экранов 10, встречает на своем пути перегородки 15 и опускается на половине труб 11, воспринимая через стенки тепло от дымовых газов, в нижние продольные коллекторы 13, откуда подни­мается по второй половине труб 11, также воспринимая тепло дымовых газов, в верх­ние продольные коллекторы 14 и далее по трубам 22 поступает в продольный коллек­тор 17 верхнего экрана 3, где, встретив пе­регородку 15, опускается по заднему экрану 5 котла в нижние поперечные коллекторы 19, нижние продольные коллекторы 16 боко­вых экранов 6, откуда по трубам 7 боковых экранов 6, переднего экрана 4 и по трубам 7 верхнего экрана 3, где дополнительно омывает дымогарные трубы 9, поднимает­ся в продольные коллекторы 17 и выходит из котла.

Использование предлагаемого водо­грейного котла позволяет увеличить теплосъем с поверхностей нагрева верхнего экрана котла и повысить надежность корпу­са обмуровки верхнего экрана котла.

Формула изобретения

1. Водогрейный котел, содержащий раз­мещенную в корпусе топку с верхним, пере­дним, задним и боковыми обрамляющими экранами из труб с плавниками, отлича­ющийся тем, что, с целью повышения теплопроизводительности и надежности, в каждой трубе верхнего экрана поперечно по всей ее длине установлены дымогарные тру­бы, выходные торцы которых расположены по разные стороны от вертикальной диамет­ральной плоскости трубы.

2. Котел, по п. 1,отличающийся тем, что плавники верхнего экрана выполне­ны в виде дуги окружности, обращенной вы­пуклостью в сторону корпуса.

2. Технологическая часть

Расчет площадей помещений и выбор количества зданий.

Площади основных и вспомогательных животноводческих помещений находятся на основании заданного поголовья, принятой системы содержания и норм площади и объема на одно животное.

Ориентировочно площадь животноводческого помещения определяют по формуле:

где – количество животных;

– норма площади на одну голову. .

Определение потребности в кормах на ферме.

Суточный расход каждого вида корма (кг) определяют по формуле:

где – суточная норма корма на одно животное различных групп, кг;

– количество животных в группе, гол.

Сено, травяная мука: ; .

Силос: ; .

Корм., сах. свекла, картофель: ; .

Концентраты: ; .

Годовую потребность в корме (кг) определяют по формуле:

где – продолжительность стойлового периода, дней.

Сено, травяная мука:

Силос:

Корм., сах. свекла, картофель:

Концентраты:

Рассчитываем потребную площадь для хранения кормов:

где – годовое количество одного вида корма, кг;

– объемная масса корма, кг/м3
;

– высота складирования, м.

Сено, травяная мука:

Силос:

Корм., сах. свекла, картофель:

Концентраты:

Количество стогов, траншей, помещений для хранения кормов определяют, исходя из нормативной длины и ширины хранилищ, по формуле:

где – длина хранилищ, м

Сено, травяная мука: шт.

Силос: шт.

Корм., сах. свекла, картофель: шт.

Концентраты: шт.

2.1. Вентиляция и отопление

Расчёт воздухообмена

Вентиляция должна обеспечивать удаление из животноводческого помещения излишков углекислого газа, паров воды и теплоты. При недостатке теплоты наряду с расчётом вентиляции производится расчёт отопления.

Воздухообмен из расчёта допустимого содержания в воздухе помещения углекислого газа (СО2
) определяется по формуле:

где – количество углекислого газа, выделяемого одним животным, л/ч;

– количество животных, находящихся в помещении;

– предельно допустимая концентрация углекислого газа, л/м3
;

– содержание углекислого газа в свежем воздухе ().

Воздухообмен из условия допустимого содержания в воздухе помещения водяных паров:

где 1.1…1.25 – коэффициент, учитывающий испарение влаги с пола и других смоченных поверхностей;

– количество влаги, выделяемое одним животным, г/ч;

– влагосодержание воздуха в помещении при оптимальной температуре и полном насыщении, г/м3
;

– допустимая относительная влажность воздуха в помещении;

– влагосодержание наружного воздуха при расчетной температуре соответствующего периода года и полном насыщении, г/м3
;

– расчетная относительная влажность наружного воздуха для данного периода года.

где – влагосодержание наружного воздуха при соответствующей температуре, г/м3
;

– относительная влажность наружного воздуха ().

Величина воздухообмена по избытку тепла в животноводческом помещении определяется, исходя из теплового баланса.

Тепловой баланс помещения:

где – количество теплоты, выделяемой в помещении, кДж/ч;

– количество теплоты, теряемой из помещения, кДж/ч.

где – количество свободной теплоты, выделяемой одним животным, кДж/ч.

(3.1.1)

где – потери теплоты через ограждающие конструкции зданий, кДж/ч;

– потери тепла, уносимого воздухом при вентиляции, кДж/ч.

где – коэффициент теплоотдачи ограждений, кДж/м2
чК;

– поверхность ограждений, м2
;

– внутренняя температура помещений, °С;

– наружная расчетная температура, °С.

где – средняя теплоемкость воздуха, ;

– плотность воздуха при температуре , кг/м3
.

Подставив в выражение (3.1.1) значение получим:

Из этого выражения определим величину воздухообмена (м3
/ч), потребного на удаление избытка тепла:

Из трех числовых значений , и выбираем наибольшее:

Находим кратность воздухообмена:

где – максимальный потребный воздухообмен для данного периода года, м3
/ч;

– объем помещения, м3
.

Если кратность воздухообмена не превышает 1…3, то используют вентиляцию с естественным побудителем, если она больше 3, то вентиляцию с механическим побудителем. При кратности воздухообмена более 5 в холодный период года необходим подогрев подаваемого воздуха, даже в том случае, если в помещении имеется избыток тепла за счет тепловыделений животных. В данном случае требуется вентиляция с механическим побудителем.

Расчет вентиляционной системы с механическим побудителем

Вентиляционные системы с механическим побудителем также бывают приточными, вытяжными и приточно-вытяжными. Они состоят из вентиляторов, воздухопроводов и приборов управления.

Рис. 3.2.1. Схема воздуховодов приточной вентиляционной установки.

Производительность вентиляторов приточной установки рассчитывается по формуле:

где – количество вентиляторов. При принятой схеме воздуховодов .

Определяем длины участков системы воздуховодов исходя из длины и ширины помещения: .

Диаметры воздуховодов на каждом участке определяют по формуле:

где – подача -го участка воздуховода, м3
/с;

– скорость воздуха на -м участке, м/с. Скорость принимаем 13 м/с на магистральных участках и 8 м/с на ответвлениях.

, при

, при

, при

, при

Выбранное на основе расчетов оборудование для вентиляции:

Таблица 3.2.1

Марка	Подача, м3 /с	Количество
КЦ-4-84, №10	17…28.5	2

2.2. Приготовление и раздача корма

Приготовление кормов

Для приготовления кормов строится кормоцех и хранилище рядом со свинарником. Кормоцехи представляют собой капитальные, дорогостоящие строительные сооружения. Механизация любого кормоцеха довольно сложна, так как в его состав входит ряд технологических линий разного назначения: подготовка кормов (накопление, очистка, мойка), их переработка (измельчение зеленых, грубых кормов, корнеклубнеплодов, дробление зерна) и приготовление (смешивание, тепловая обработка и др.). Ниже приведен список основных машин кормоцеха, используемого для данной фермы:

Мойка, измельчение корнеклубнеплодов: ИКМ-Ф-10;
Измельчение зеленой массы: Волгарь-5;
Измельчение зерна: универсальная дробилка КДУ-2;
Смешивание и запаривание кормов: смеситель С-7, варочный котел ВК-1.

В рационы свиней при любом типе кормления входят комбикорма. Здесь можно использовать малогаборитную комбикормовую установку УМК-Ф-2, при помощи которой в условиях хозяйств можно приготавливать из зерна и БВД смеси рассыпных комбикормов.

Раздача кормов

Общие сведения. Применяются два способа доставки кор­мов – мобильный и стационарный. Технические средства для доставки и загрузки (подачи) кормов – многообразны. Их вы­бор зависит от специализации хозяйства, размера свинофермы или комплекса, особенностей их генплана, типа застройки (па­вильонная, блочная), планировки свинарников, способа приго­товления кормов, их консистенции и состава. Для ферм произ­водительностью до 24 тыс. свиней в год, т. е. для подавляющего числа подлежащих реконструкции ферм, кормовой рацион дол­жен базироваться на максимально допустимом введении в него кормов местного производства.

Мобильная и стационарная доставка и загрузка кормов в раздатчики осуществляются различными средствами в зави­симости от консистенции доставляемого для раздачи корма: влажные мешанки, жидкий корм или сухой комбикорм.

Влажные мешанки и жидкие корма на данной ферме доставляются мобильным кормораздатчиком КЭС-1,7. Существует несколько способов загрузки корма в бункер раздатчика; остановимся только на двух:

Самый эффективный по приведенным затратам вариант предусматривает загрузочную эстакаду, по которой автосамосвал заезжает наверх, корм выгружается в направляющую воронку и затем поступает в бункер раздатчика.

Наиболее простой вариант загрузки корма в бункер раздатчика – при помощи транспортера, приемная часть которого имеет снаружи свинарника точку опоры примерно на уровне его пола. В этом случае не требуется сооружать загрузочную эстакаду или делать возле свинарника заглубление для размещения приемной части транспортера.

2.3. Уборка и удаление навоза

Применение щелевыхполов – общепринятое в свиноводстве техническое решение. Щелевые полы применяются при бесподстилочном содержа­нии свиней, которое имеет следующие основные преимущества: может быть внедрено для всех половозрастных групп свиней на всех фазах их воспроизводства, выращивания и откорма; сни­жает за счет отказа от использования подстилки затраты тру­да на ее заготовку, хранение и доставку, а также исключает опасность занесения с подстилкой инфекции; является осново­полагающим условием применения современных технологий удаления и утилизации навоза, позволяющих механизировать навозоудаление, существенно улучшить условия труда, резко об­легчить или исключить неприятные и трудоемкие ручные ра­боты.

Для выбора правильного варианта необходимо учитывать преимущества и недостатки использо­вания таких полов. Щелевые полы могут изготавливаться из самых разнообразных материалов или их комбинаций: древесины твердых пород, железобетона, серого чугуна, стали, асбестоцемента, различных полимеров, стеклопластика, твердой резины, алюминия, даже из нержаве­ющей стали и др. У нас наиболее распространены щелевые по­лы из металла, железобетона и дерева.

Для данной фермы выбраны чугунные полы. Такие полы наиболее полно соответствуют своему назначению по таким важным качествам, как отсутствие травмирования копыт свиней, хороший проход экскрементов че­рез щели, долговечность, надежность. Недостаток полов – большая металлоемкость, что делает их тяжелыми и неудобны­ми для монтажа и демонтажа, кроме того на них животные дольше ощущают холод при лежании, так как поверхность чугунной решетки долго разогревается (почти в 2 раза медлен­нее, чем деревянной).

Для удаления навоза применяется гидравлическая секционная система периодического действия. Основное преимущество системы – надежность ее работы независимо от наличия подстилки, количества поступающей в навозоприемные каналы воды и типа кормления. Навозоприемный канал выполняется без уклона или с укло­ном 0,005. Глубина канала 0,8 м. По длине канала на расстоя­нии 6 м друг от друга устанавливают неподвижные поперечные пере­городки с зазором между нижней кромкой и дном 0,2... 0,25 м. На выходе канал перекрывается металлическим шибером калиткой,
имеющей горизонтальную ось вращения и высо­ту, равную половине глубины канала.

В исходном перед эксплуатацией положении канал заполня­ют водой до уровня 0,05...0,1 м от пола. После 10... 15 суток эксплуатации шибер открывают и накопившаяся в канале на­возная масса вытекает в коллектор.

Навоз в процессе накопления в канале расслаивается: на дно канала выпадает твердый осадок толщиной 0,2...0,25 м, а сверху образуется слой толщиной 0,03 ... 0,05 м из всплывших взвешенных частиц; между верхним слоем и осадком распола­гается слой жидкой суспензии. Зазор между дном канала и нижними кромками перегородок почти полностью перекрывается осадком, поэтому сразу после открытия шибера первой будет освобождаться только примыкающая к нему секция. После оп­ределенного понижения в ней уровня навозной массы начинает опорожняться следующая секция, а затем также последователь­но все остальные секции. При этом навозная масса может пе­ретекать из каждой последующей секции в освобождающуюся предыдущую и далее по каналу только через щель под нижней кромкой поперечных перегородок, т.е. по дну, благодаря чему накопившийся на нем осадок размывается и уносится потоком. В последней секции может остаться часть осадка, который удаляют при дополнительной промывке канала.

3. Конструктивная часть

ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ

Изобретение относится к теплоэнерге­тике и может быть использовано в котлах, работающих в системах отопления и горяче­го водоснабжения. Цель изобретения -повышение теплопроизводительности и на­дежности. Водогрейный котел содержит размещенную в корпусе 1 топку 2 с верхним 3, передним 4, задним 5 и боковыми 6 об­рамляющими экранами из труб 7 с плавниками 8. В каждой трубе 7 верхнего экрана поперечно по ее длине установлены дымо­гарные трубы, выходные торцы которых расположены по разные стороны от верти­кальной диаметральной плоскости трубы 7. Плавники 8 верхнего экрана выполнены в виде дуги окружности, обращенной выпук­лостью в сторону корпуса 1. При сжигании топлива в горелках топки 2 образующиеся дымовые газы, поднимаясь к потолку топки 2, омывают передний 4, задний 5, обращен­ные в топку боковые 6 экраны, промежуточ­ные экраны 10, плавники 8 и трубы 7 верхнего экрана со стороны топки 2 и, пройдя через дымогарные трубы со стороны корпуса 1 в верхних газоходах 23, затем опускаются по вертикальным конвективным газоходам 24 в горизонтальные газоходы 25.

На фиг. 1 схематично представлен водо­грейный котел без фронтальной обмуровки; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Водогрейный котел содержит размещен­ную в корпусе 1 топку 2 с верхним, передним, задним и боковыми обрамляющими экрана­ми 3, 4, 5 и 6 соответственно из труб 7 с плавниками 8. В каждой трубе 7 верхнего экрана 3 поперечно по ее длине установле­ны дымогарные трубы 9, выходные торцы которых расположены по разные стороны от вертикальной диаметральной плоскости трубы 7. Плавники 8 верхнего экрана 3 вы­полнены в виде дуги окружности, обращен­ной выпуклостью в сторону корпуса 1.

Между боковыми обрамляющими экра­нами 6 и корпусом 1 установлены промежу­точные экраны 10, трубы 11 которых также выполнены с плавниками 12 и размещены со смещением относительно труб 7 соответ­ствующих боковых экранов 6, причем трубы 7 дополнительно скреплены с соседними трубами 11 промежуточных экранов 10 са­мокомпенсирующимися плавниками 12. Трубы 11 промежуточных экранов 10 под­ключены к нижним и верхним продольным коллекторам 13 и 14, причем внутри послед­них установлена перегородка 15. Трубы 7 боковых экранов 6 подключены к нижним продольным коллекторам 16, а через трубы 7 верхнего экрана 3 соединены с верхним продольным коллектором 17, в котором так­же установлена перегородка 15.

Трубы 7 переднего экрана 4 подключе­ны к нижним поперечным коллекторам 18 и через трубы 7 боковых экранов б и трубы 7 верхнего экрана 3 соединены с верхним продольным коллектором 17.

Трубы 7 заднего экрана 5 подключены к нижнему поперечному коллектору 19, сое­диненному с нижними продольными кол­лекторами 16 боковых экранов 6. В верхней части трубы 7 заднего экрана 5 подключены к верхнему поперечному коллектору 20, вре­занному в верхний продольный коллектор 17. Верхние продольные коллекторы 14 соединены с входным патрубком 21 пи­тательной воды и подключены к верхнему продольному коллектору 17 трубами 22 и уста­новлены своей наивысшей точкой ниже наи­высшей точки продольного коллектора 17.

Трубы 7 экранов 3, плавники 8, дымо­гарные трубы 9 и корпус 1 верхнего экрана

3 образуют верхние газоходы 23. Трубы 7 боковых экранов 6 и трубы 11 промежу­точных экранов 10 с плавниками 8 и 12 соответственно образуют вертикальные конвективные газоходы 24, соединенные с горизонтальными газоходами 25.

Водогрейный котел работает следую­щим образом.

При сжигании топлива в горелках топки 2 образующиеся дымовые газы, поднимаясь к потолку топки 2, омывают передний 4, задний 5 и обращенные в топку боковые обрамляющие экраны 6, промежуточные эк­раны 10, плавники 8 и трубы 7 верхнего экрана 3 со стороны топки 2 и, пройдя через дымогарные трубы 9 со стороны корпуса 1 в верхних газоходах 23, затем опускаются между теплообменными трубами 7 боковых экранов 6 и трубами 11 промежуточных эк­ранов 10 по образованным вертикальным конвективным газоходам 24, отдавая тепло конвективным поверхностям нагрева боко­вых экранов 6 и промежуточных экранов 10, в горизонтальные газоходы 25, после чего поступают в дымовую трубу (не показано).

Питательная вода подается через пат­рубки 21 в верхние продольные коллекторы 14 промежуточных экранов 10, встречает на своем пути перегородки 15 и опускается на половине труб 11, воспринимая через стенки тепло от дымовых газов, в нижние продольные коллекторы 13, откуда подни­мается по второй половине труб 11, также воспринимая тепло дымовых газов, в верх­ние продольные коллекторы 14 и далее по трубам 22 поступает в продольный коллек­тор 17 верхнего экрана 3, где, встретив пе­регородку 15, опускается по заднему экрану 5 котла в нижние поперечные коллекторы 19, нижние продольные коллекторы 16 боко­вых экранов 6, откуда по трубам 7 боковых экранов 6, переднего экрана 4 и по трубам 7 верхнего экрана 3, где дополнительно омывает дымогарные трубы 9, поднимает­ся в продольные коллекторы 17 и выходит из котла.

Использование предлагаемого водо­грейного котла позволяет увеличить теплосъем с поверхностей нагрева верхнего экрана котла и повысить надежность корпу­са обмуровки верхнего экрана котла.

Примечание: все цифровые обозначения показаны на 3-м листе курсового проекта.

4. Экономическая часть

Целью экономических расчетов является определение стоимости единицы продукции.

Затраты на получение единицы продукции вычисляются как частное от деление суммы годовых эксплуатационных затрат на годовое количество полученной продукции:

где – годовые эксплуатационные затраты;

– годовое количество полученной продукции;

– стоимость единицы продукции.

где – годовые отчисления на амортизацию оборудования, зданий, а также расходов на ремонт и техническое обслуживание за ними.

где – балансовая стоимость здания (за 1м3
строительной кубатуры по внешнему обмеру);

– годовая норма амортизационных отчислений на здание или сооружение (для кирпичных или бетонных – 3.0% от общей стоимости);

– процент отчислений на текущий ремонт здания (5% от общей стоимости);

– балансовая стоимость установленных машин и оборудования (цена приобретения плюс расходы на доставку и монтаж – 10% от стоимости машины);

– годовая норма амортизации машин и оборудования от их балансовой стоимости;

– процент отчислений на текущий ремонт и техническое обслуживание (16% от общей стоимости машин).

– годовой фонд зарплаты обслуживающему персоналу.

– стоимость электроэнергии, израсходованной за год.

Используемая литература

Галкин А.Ф. Основы проектирования животноводческих ферм. – М.: Колос, 1975. – 368с.
Залыгин А.Г. Механизация реконструированных свиноводческих ферм и комплексов. – М.: Агромромиздат, 1990. – 225с.
Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. – Л.: Колос, 1978. – 560с.
Новиков В.В. Методические указания по курсовому проектированию для студентов факультета механизации. – Кинель, 1999. – 17с.
Новиков В.В. Методические указания к расчету технологических линий. – Кинель, 2000. – 69с.
Основные проекты животноводческих и птицеводческих комплексов, ферм и фабрик. Альбом. – М.: Стройиздат, 1978. – 134с.

7. Топчий Д.Н. Сельскохозяйственные здания и сооружения. – М.: Агропромиздат, 1985. – 480с.