Комплексная механизация животноводческой фермы крупного рогатого скота
Министерство Сельского Хозяйства РФ
Федеральное государственное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
Алтайский Государственный Аграрный Университет
КАФЕДРА: МЕХАНИЗАЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА
РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ
ЖИВОТНОВОДСТВА»
ТЕМА
КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОЙ
ФЕРМЫ - КРС
Выполнил
студент
243 гр
Штергель
П.П
Проверил
Александров
И.Ю
БАРНАУЛ
2010г.
АННОТАЦИЯ
В данной курсовой работе произведён выбор основных
производственных зданий для размещения животных стандартного типа.
Основное внимание уделено вопросам разработки
схемы механизации производственных процессов, выбору средств механизации на
основе технологических и технико-экономических расчётов.
ВВЕДЕНИЕ
Повышение уровня качества продукции и
обеспечение соответствия её показателей качества нормам является важнейшей
задачей, решение которой немыслимо без наличия квалифицированных специалистов.
В данной курсовой работе приведены расчёты
скотомест на ферме, выбор зданий и сооружений для содержания животных,
разработка схемы генерального плана, разработка механизации производственных
процессов включающая в себя:
-Проектирование
механизации подготовки кормов: суточные рационы каждой группы животных, количество
и объем хранилищ кормов, производительность кормоцеха.
- Проектирование механизации раздачи кормов:
требуемая производительность поточной технологической линии раздачи кормов,
выбор кормораздатчика, количество кормораздатчиков.
- Водоснабжение фермы: определение потребности в
воде на ферме, расчёт наружной сети водопровода, выбор водонапорной башни,
выбор насосной станции.
- Механизация уборки и утилизации навоза: расчёт
потребности в средствах удаления навоза, расчёт транспортных средств для
доставки навоза в навозохранилище;
Вентиляция и отопление: расчёт вентиляции и
отопления помещения;
- Механизация доения коров и первичной обработки
молока.
Приведены расчеты экономических показателей,
изложены вопросы по охране природы.
1. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА
.1 РАЗМЕЩЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗОН И ПРЕДПРИЯТИЙ
Плотность застройки площадок
сельскохозяйственными предприятиями регламентируется данными. [1] табл. 12.
Минимальная плотность застройки составляет 51-
55%
Ветеринарные учреждения (за исключением
ветсанпропускников), котельные, навозохранилища открытого типа строят с
подветренной стороны по отношению к животноводческим зданиям и сооружениям.
Выгульно-кормовые дворы или выгульные площадки
располагают у продольных стен здания для содержания скота.
Хранилища кормов и подстилки строят с таким
расчётом, чтобы обеспечивались кратчайшие пути, удобство и простота механизации
подачи подстилки и кормов к местам использования.
Ширина проездов на площадках
сельскохозяйственных предприятий рассчитывается из условий наиболее компактного
размещения транспортных и пешеходных путей, инженерных сетей, полос деления с
учётом возможного заноса снегом, но она не должна быть менее противопожарных,
санитарных и зооветеринарных расстояний между противостоящими зданиями и
сооружениями.
На участках, свободных от застройки и покрытий,
а также по периметру площадки предприятия следует предусмотреть озеленение.
2. Выбор
зданий для содержания животных
Количество скотомест для предприятия крупного
рогатого скота молочно-товарного направления, 90% коров в структуре стада,
рассчитывается с учётом коэффициентов приведённых в таблице 1. [2] стр. 67.
Таблица 1. Определения количества скотомест на
предприятии
Группы
животных
|
Коэффициент
|
Количество
|
Коровы
всего:
|
1,00
|
350шт
|
-
Дойные
|
0,75
|
263
шт
|
-
Сухостойные
|
0,13
|
45
шт.
|
-
Новотельные глубокостельные ( в родильном помещении).
|
0,12
|
42
шт.
|
-
Телята профилакторного периода (до 10-20 дневного возраста.)
|
0,06
|
21
шт.
|
На основании расчетов выбираем 2 коровника на
200 голов привязного содержания.
Новотельные и глубокостельные с телятами
профилакторного периода находятся в родильном отделении.
3. Приготовление и
раздача кормов
На ферме КРС будем использовать следующие виды
кормов: сено разнотравные, солому, силос кукурузный, сенаж, концентраты (мука
пшеничная), корнеплоды, соль поваренная.
Исходными данными для разработки этого вопроса
являются:
поголовье фермы по группам животных (см. раздел
2);
рационы каждой группы животных:
.1 Проектирование
механизации подготовки кормов
Разработав суточные рационы каждой группы
животных и зная их поголовье, приступаем к расчёту требуемой производительности
кормоцеха, для чего рассчитываем суточный рацион кормов, а так же количество
хранилищ.
.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНЫЙ РАЦИОН КОРМОВ КАЖДОГО
ВИДА ПО ФОРМУЛЕ
q сут i =
mj
- поголовье j - той группы
животных;
aij
- количество кормов i - того вида
в рационе j - той группы
животных;
n - количество групп
животных на ферме.
Сено разнотравное:
qсут.10 = 4∙263+4∙42+3∙42+3·45=1523
кг.
Силос кукурузный:
qсут.2 = 20∙263+7,5·42+12·42+7,5·45=6416,5
кг.
Сенаж бобово-злаковый:
qсут.3 =
6·42+8·42+8·45=948 кг.
Солома яровой пшеницы:
qсут.4 = 4∙263+42+45=1139
кг.
Мука пшеничная:
qсут.5 = 1,5∙42+1,3·45+1,3∙42+263·2
=702,1 кг.
Соль поваренная:
qсут.6 = 0,05∙263+0,05∙42+
0,052∙42+0,052∙45 =19,73 кг.
.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
КОРМОЦЕХА
Qсут. =
∑ qсут.
Qсут. =1523+6416,5+168+70,2+948+19,73+1139=10916
кг
.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
КОРМОЦЕХА
Qтр. =
Qсут./(Траб.∙d)
где Траб. - расчетное время работы
кормоцеха для выдачи корма на одно кормление (линии выдачи готовой продукции),
ч.;
Траб. = 1,5 - 2,0 ч.; Принимаем Траб.
= 2ч.; d - кратность
кормления животных, d
=
2 - 3. Принимаем d = 2.
Qтр.
=10916/(2·2)=2,63 кг/ч.
Выбираем кормоцех ТП 801 - 323, обеспечивающий
расчётную производительность и принятую технологию обработки кормов , [3] стр.
66.
Доставка кормов к животноводческому помещению и
их раздача внутри помещения осуществляется мобильным техническим средством РММ
5,0
3.1.4 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
ПОТОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ РАЗДАЧИ КОРМОВ В ЦЕЛОМ ДЛЯ ФЕРМЫ
Qтр. =
Qсут./(
tразд.∙d)
где tразд.
-время, отводимое по распорядку дня фермы на раздачу кормов (линии выдачи
готовой продукции), ч.;
tразд.
= 1,5 - 2,0 ч.; Принимаем tразд
= 2ч.; d - кратность
кормления животных, d = 2 - 3.
Принимаем d = 2.
Qтр.
= 10916/(2·2)=2,63 т/ч.
3.1.5 определяем
фактическую производительность одного кормораздатчика
Gк -
грузоподъемность кормораздатчика, т; tр
- длительность одного рейса, ч.
Q
рф
=3300/0,273=12088
кг/ч
tр.=
tз
+ tд
+ tв
,
tр =
0,11+0,043+0,12=0,273 ч.
где tз,tв
- время загрузки и выгрузки кормораздатчика, т; tд
- время движения кормораздатчика от кормоцеха к животноводческому помещению и
обратно, ч.
3.1.6 определяем время
загрузки кормораздатчика
tз= Gк/Qз
,
где Qз
- подача технического средства на погрузке, т/ч.
tз=3300/30000=0,11
ч.
3.1.7 определяем время
движения кормораздатчика от кормоцеха к животноводческому помещению и обратно
tд=2·Lср/Vср
где Lср
- среднее расстояние от места загрузки кормораздатчика до животноводческого
помещения, км; Vср - средняя
скорость движения кормораздатчика по территории фермы с грузом и без груза,
км/ч.
tд=2*0,5/23=0,225 ч.
tв= Gк/Qв
,
где Qв
- подача кормораздатчика, т/ч.
tв=3300/27500=0.12
ч.в=
qсут
·Vр/a
· d ,
где а - длина одного кормо-места, м; Vр
- расчетная скорость кормораздатчика, м/с; qсут
- суточный рацион животных; d
- кратность кормления.
Qв=
33·2/0,0012·2=27500 кг
3.1.7 Определяем
количество кормораздатчиков выбранной марки
z = Qтр/
z =
2729/12088=0,225 , принимаем- z =1
.2 ВОДОСНАБЖЕНИЕ
.2.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ СРЕДНЕСУТОЧНЫЙ
РАСХОД ВОДЫ НА ФЕРМЕ
Потребность в воде на ферме зависит
от количества животных и норм водопотребления, установленных для
животноводческих ферм.
Qср.сут.
= m1q1
+ m2q2
+ … + mnqn
где m1,
m2,…
mn - число каждого
вида потребителей, голов;
q1,
q2,
… qn - суточная норма
потребления воды одним потребителем, (для коров - 100 л, для нетелей - 60 л);
Qср.сут
= 263∙100+42∙100+45∙100+42∙60+21·20=37940 л/сут.
.2.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ МАКСИМАЛЬНЫЙ СУТОЧНЫЙ РАСХОД
ВОДЫ
Qm.сут.
= Qср.сут.∙
α1
где α1
= 1,3 - коэффициент суточной неравномерности,
Qm.сут
= 37940∙1,3 =49322 л/сут.
Колебания расхода воды на ферме по часам суток
учитывают коэффициентом часовой неравномерности α2
=2,5:
Qm.ч
= Qm.сут∙∙α2
/
24
Qm.ч
= 49322∙2,5 / 24 =5137,7 л/ч.
.2.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ МАКСИМАЛЬНЫЙ СЕКУНДНЫЙ РАСХОД
ВОДЫ
Qm.с
= Qт.ч
/ 3600
Qm.с
=5137,7/3600=1,43 л/с
.2.4 РАСЧЁТ НАРУЖНОЙ СЕТИ ВОДОПРОВОДА
Расчёт наружной сети водопровода сводится к
определению диаметров труб и потерь напора в них.
.2.4.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ДИАМЕТР ТРУБЫ ДЛЯ КАЖДОГО
УЧАСТКА
d =
где v
- скорость воды в трубах, м/с, v
= 0,5-1,25 м/с. Принимаем v
= 1 м/с.
участок 1-2 протяженность - 50 м.
d = 0,042м,
принимаем d = 0,050 м.
.2.4.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ПО ДЛИНЕ
hт =
где λ
- коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий от материала и диаметра
труб (λ
= 0,03); L = 300 м - длина
трубопровода; d - диаметр
трубопровода.
hт=0,48
м
.2.4.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ВЕЛИЧИНУ ПОТЕРЬ В МЕСТНЫХ
СОПРОТИВЛЕНИЯХ
Величина потерь в местных сопротивлениях
составляет 5 - 10% от потерь по длине наружных водопроводов,
hм = = 0,07∙0,48=
0,0336 м
Потери напора
h = hт
+ hм
= 0,48+0,0336 = 0,51 м
.2.5 ВЫБОР ВОДОПРОВОДНОЙ БАШНИ
Высота водонапорной башни должна обеспечить
необходимый напор в наиболее удалённой точке.
.2.5.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ВЫСОТУ ВОДОПРОВОДНОЙ БАШНИ
Hб
= Hсв
+ Hг
+ h
где Hсв
- свободный напор у потребителей, Hсв
= 4 - 5 м,
принимаем Hсв
= 5 м,
Hг
- геометрическая разность нивелирных отметок в фиксирующей точке и в месте
расположения водонапорной башни, Hг
= 0, т. к. местность ровная,
h - сумма потерь
напора в наиболее удалённой точке водопровода,
Hб
= 5 + 0,51= 5,1 м, принимаем Hб
= 6,0 м.
.2.5.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ОБЪЁМ ВОДОПРОВОДНОГО БАКА
Объем водонапорного бака определяется
необходимым запасом воды на хозяйственно-питьевые нужды, противопожарные
мероприятия и регулирующим объемом.
Wб
= Wр
+ Wп
+ Wх
где Wх
- запас воды на хозяйственно - питьевые нужды, м3 ;
Wп
- объём на противопожарные мероприятия, м3 ;
Wр
- регулирующий объём.
Запас воды на хозяйственно - питьевые нужды
определяется из условия бесперебойного водоснабжения фермы в течение 2 ч на
случай аварийного отключения электроэнергии:
Wх
= 2Qт.ч.
= 2∙5137,7∙10-3 = 10,2 м
На фермах с поголовьем более 300 голов
устанавливаются специальные противопожарные резервуары, рассчитанные на тушение
пожара двумя пожарными струями в течение 2 ч с расходом воды 10 л/с, поэтому Wп
=72000 л.
Регулирующий объём водонапорной башни зависит от
суточного потребления воды [3], табл. 28:
Wр
= 0,25∙49322∙10-3 = 12,5 м3 .
Wб
= 12,5+72+10,2 = 94,4 м3.
Принимаем: 2 башни объёмом резервуара 50 м3
3.2.6 ВЫБОР НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
Выбираем тип водоподъёмной установки: принимаем
центробежный погружной насос для подачи воды из буровых колодцев.
.2.6.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ НАСОСНОЙ
СТАНЦИИ
Производительность насосной станции зависит от
максимальной суточной потребности в воде и режима работы насосной станции.
Qн
= Qm.сут./Тн
где Тн-время работы насосной станции,
ч. Тн = 8-16 ч.
Qн
=49322/10 =4932,2 л/ч.
.2.6.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОЛНЫЙ НАПОР НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
Н = Нгв + hв
+ Нгн+hн
где Н - полный напор насоса, м; Нгв -
расстояние от оси насоса до наименьшего уровня воды в источнике, Нгв
= 10 м; hв
- величина погружения насоса, hв
= 1,5…2 м, принимаем hв
= 2 м; hн
- сумма потерь во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м
hн
= hвс
+ h
где h
- сумма потерь напора в наиболее удалённой точке водопровода; hвс
- сумма потерь напора во всасывающем трубопроводе, м, можно пренебречь
ферма балансовый производительность оборудование
hн
= 0,51 м
Нгн = Нб ± Нz
+ Нр
где Нр - высота бака, Нр =
3 м; Нб - высота установки водонапорной башни, Нб = 6м; Нz
- разность геодезических отметок от оси установки насоса до отметки фундамента
водонапорной башни, Нz
= 0 м:
Нгн = 6,0+ 0 + 3 = 9,0 м.
Н = 10 + 2 +9,0 + 0,51 = 21,51 м.
По Qн
=4932,2 л/ч = 4,9322м3/ч., Н = 21,51 м. выбираем насос:
Берём насос 2ЭЦВ6-6,3-85.
Т.к. параметры выбранного насоса превышают
расчетные, то насос будет загружен не полностью; следовательно, насосная
станция должна работать в автоматическом режиме (по мере расхода воды).
.3 УБОРКА НАВОЗА
Исходными данными при проектировании
технологической линии уборки и утилизации навоза являются вид и поголовье
животных, а также способ их содержания.
.3.1 РАСЧЁТ ПОТРЕБНОСТИ В СРЕДСТВАХ УДАЛЕНИЯ
НАВОЗА
От принятой технологии уборки и утилизации
навоза существенно зависит стоимость животноводческой фермы или комплекса и,
следовательно, продукции.
.3.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ КОЛИЧЕСТВО НАВОЗНОЙ МАССЫ
ПОЛУЧАЕМОЙ ОТ ОДНОГО ЖИВОТНОГО
G1
= α(K
+ M) + П
где K,
M - суточное
выделение кала и мочи одним животным,
П - суточная норма подстилки на одно животное,
α - коэффициент,
учитывающий разбавление экскрементов водой;
Суточное выделение кала и мочи одним животным,
кг:
Дойные = 70,8кг.
Сухостойные = 70,8кг
Новотельные = 70,8кг
Нетели = 31,8кг.
Телята = 11,8
.3.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНЫЙ ВЫХОД НАВОЗА С ФЕРМЫ
Gсут. =
mi
- поголовье животных однотипной производственной группы; n
- количество производственных групп на ферме ,
Gсут.
= 70,8∙263+70,8∙45+70,8∙42+31,8∙42+11,8·21=26362,8 кг/ч
≈ 26,5 т/сут.
.3.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ГОДОВОЙ ВЫХОД НАВОЗА С ФЕРМЫ
Gг
= Gсут∙D∙10-3
где D
- число дней накопления навоза, т. е. продолжительность стойлового периода, D
= 250 дней,
Gг
=26362,8∙250∙10-3 =6590,7 т
3.3.1.4 ВЛАЖНОСТЬ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА
Wн =
где Wэ
- влажность экскрементов (для КРС - 87%),
Wн = = 89%.
Для нормальной работы механических
средств удаления навоза из помещения должно выполнятся условие:
Qтр ≤ Q
где Qтр - требуемая
производительность навозоуборочного средства в конкретных условиях; Q - часовая
производительность того же средства по технической характеристике
Qтр =
где Gc*
- суточный выход навоза в животноводческом помещении (на 200гол),
Gc*
=14160 кг, β = 2- принятая
кратность уборки навоза, T
- время на разовую уборку навоза, Т =0,5-1ч, принимаем Т =1ч, μ
- коэффициент, учитывающий неравномерность разового количества навоза,
подлежащего уборке, μ = 1,3; N
- количество механических средств, устанавливаемых в данном помещении, N
=2,
Qтр = = 2,7 т/ч.
Выбираем транспортер
ТСН-3,ОБ(горизонтальный)
Q =4,0-5,5
т/ч. Т.к Qтр ≤ Q - условие
выполняется.
.3.2 РАСЧЁТ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ
ДОСТАВКИ НАВОЗА В НАВОЗОХРАНИЛИЩЕ
Доставка навоза в навозохранилище
будет вестись мобильными техническими средствами, а именно трактором МТЗ - 80 с
прицепом 1- ПТС 4.
.3.2.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МОБИЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
Qтр.
= Gсут./Т
где Gсут.
=26,5 т/ч. - суточный выход навоза с фермы; Т = 8 ч. - время работы
технического средства,
Qтр. =
26,5/8 = 3,3 т/ч.
.3.2.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ФАКТИЧЕСКУЮ РАСЧЁТНУЮ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА ВЫБРАННОЙ МАРКИ
где G
= 4 т - грузоподъёмность технического средства, т. е. 1 - ПТС - 4;
tр
- длительность одного рейса:
tр
= tз
+ tд
+ tв
где tз
= 0,3 - время загрузки, ч; tд
= 0,6 ч - время движения трактора от фермы к навозохранилищу и обратно, ч; tв
= 0,08 ч - время выгрузки, ч;
tр
= 0,3 + 0,6 + 0,08 = 0,98 ч.
4/0,98 = 4,08 т/ч.
.3.2.3 РАСЧИТЫВАЕМ КОЛИЧЕСТВО
ТРАКТОРОВ МТЗ - 80 С ПРИЦЕПОМ
- ПТС-4
z
=
3,3/4,08 = 0,8 , принимаем z
= 1.
.3.2.4 РАСЧИТЫВАЕМ ПЛОЩАДЬ НАВОЗОХРАНИЛИЩА
Для хранения подстилочного навоза применяют
площадки с твердым покрытием, оборудованные жижесборниками.
Площадь хранилища для твердого навоза
определяется по формуле:
S=G
г/hρ
где ρ-
объемная масса навоза, т/м3; h-
высота укладки навоза (обычно 1,5-2,5м).
S=6590/2,5∙0,25=10544
м3.
.4 ОЕСПЕЧЕНИЕ МИКРОКЛИМАТА
Для вентиляции животноводческих помещений
предложено значительное количество различных устройств. Каждая из вентиляционных
установок должна отвечать следующим требованиям: поддерживать необходимый
воздухообмен в помещении, быть, возможно, дешёвой в устройстве, эксплуатации и
широко доступной в управлении.
При выборе вентиляционных установок необходимо
исходить из требований бесперебойного обеспечения животных чистым воздухом.
При кратности воздухообмена К < 3 выбирают
естественную вентиляцию, при К = 3 - 5 - принудительную вентиляцию, без
подогрева подаваемого воздуха и при К > 5 - принудительную вентиляцию с
подогревом подаваемого воздуха.
Определяем кратность часового воздухообмена:
К = Vw/Vп
где Vw
- количество влажного воздуха, м3/ч;
Vп
- объём помещения, Vп
= 76×27×3,5
=7182 м3.
Vп
- объём помещения, Vп
= 76×12×3,5
=3192 м3.
Vw =
C - количество
водяных паров, выделяемых одним животным, C
= 380 г/ч.
m - количество
животных в помещении, m1=200;
m2
=100 г; C1
- допустимое количество водяного пара в воздухе помещения, C1
= 6,50 г/м3, [1]; C2
- содержание влаги в наружном воздухе в данный момент , C2
= 3,2 - 3,3 г/м3.
принимаем C2
= 3,2 г/м3.
Vw 1= = 23030 м3/ч.
Vw2 = = 11515 м3/ч.
К1 = 23030/7182 =3,2 т.к. К > 3,
К2 = 11515/3192 = 3,6 т.к. К > 3,
Vсо2
= ;
Р - количество углекислоты, выделяемое одним
животным, Р = 152,7 л/ч.
m - количество
животных в помещении, m1=200;
m2=100
г; Р1 - предельно допустимое количество углекислоты в воздухе
помещения, Р1 = 2,5 л/м3, [3] табл. 2,5; Р2 -
содержание углекислоты в свежем воздухе, Р2 = 0,3 0,4 л/м3,
принимаем Р2 = 0,4 л/м3.
V1со2 =
= 14543 м3/ч.
V2со2 =
= 7271 м3/ч.
К1 = 14543/7182 = 2,02 т.к. К <
3.
К2 = 7271/3192 = 2,2 т.к. К < 3.
Расчет ведем по количеству водяных
паров в коровнике, применяем принудительную вентиляцию без подогрева,
подаваемого воздуха.
.4.1 ВЕНТИЛЯЦИЯ С ИСКУССТВЕННЫМ ПОБУЖДЕНИЕМ
ВОЗДУХА
Расчет вентиляции с искусственным побуждением
воздуха производится при кратности воздухообмена К > 3.
3.4.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОДАЧУ ВЕНТИЛЯТОРА
де Кв - число вытяжных каналов:
Кв = Sв/Sк
Sк
- площадь одного вытяжного канала, Sк
= 1×1
= 1 м2,
Sв
- требуемая площадь сечения вытяжного канала, м2:
Sв =
V - скорость
движения воздуха при прохождении через трубу определенной высоты и при
определенной разнице температур, м/с:
V =
h- высота канала, h
= 3 м; tвн
- температура воздуха внутри помещения,
tвн
= + 3 oC;
tнар -
температура воздуха снаружи помещения, tнар
= - 25 оС;
V = = 1,22 м/с.
Vn = Sк∙V∙3600
= 1 ∙ 1,22∙3600 = 4392 м3/ч;
Sв1 = = 5,2 м2
.
Sв2 = = 2,6 м2
.
Кв1 = 5,2/1 = 5,2
принимаем Кв = 5 шт,
Кв2 = 2,6/1 = 2,6
принимаем Кв = 3 шт,
= 9212 м3/ч.
Т.к. Qв1 < 8000 м3/ч,
то выбираем схему с одним вентилятором.
= 7677 м3/ч.
Т.к. Qв1 > 8000 м3/ч,
то с несколькими.
.4.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ДИАМЕТР
ТРУБОПРОВОДА
где Vт
- скорость воздуха в трубопроводе, Vт
= 12 - 15 м/с, принимаем
Vт
= 15 м/с,
= 0,46 м, принимаем D = 0,5 м.
= 0,42 м, принимаем D = 0,5 м.
.4.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ОТ
СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРЕНИЮ В ПРЯМОЙ КРУГЛОЙ ТРУБЕ
Hтр =
где λ
- коэффициент сопротивления трению воздуха в трубе, λ
= 0,02; L длина трубопровода
, м, L = 152 м; ρ
- плотность воздуха, ρ = 1,2 - 1,3
кг/м3, принимаем ρ
= 1,2 кг/м3:
Hтр = = 821 м,
.4.1.4 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ОТ
МЕСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
hмс =
где ∑ξ
- сумма коэффициентов местных сопротивлений, [3] таб. 56:
∑ξ = 1,10 + 0,55 +
0,2 + 0,25 + 0,175 + 0,15 + 0,29 + 0,25 + 0,21 + 0,18 + 0,81 + 0,49 + 0,25 +
0,05 + 1 + 0,3 + 1 + 0,1 + 3 + 0,5 = 10,855,
hмс = = 1465,4 м.
.4.1.5 ОБЩИЕ ПОТЕРИ НАПОРА В
ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЕ
Н = Нтр + hмс
Н = 821+1465,4 = 2286,4 м.
Выбираем два центробежных вентилятора № 6 Qв
= 2600 м3/ч, с табл. 57.
.4.2 РАСЧЁТ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ
Кратность часового воздухообмена:
где, VW-
воздухообмен животноводческого помещения,
- объём помещения.
Воздухообмен по влажности:
м3/ч
где, -
воздухообмен водяных паров (Табл. 45, [1]);
- допустимое
количество водяного пара в воздухе помещения;
- масса 1м3
сухого воздуха, кг. (таб.40)
- количество
насыщающих паров влаги на 1 кг сухого воздуха, г;
- максимальная
относительная влажность, % (таб. 40-42);
- содержание влаги
в наружном воздухе.
Т.к. К<3 - применяем естественную циркуляцию.
Расчет величины требуемого воздухообмена по
содержанию углекислоты
м3/ч
где Рm
- количество углекислоты, выделяемое одним животным в течение часа, л/ч;
Р1 - предельно допустимое количество
углекислоты в воздухе помещения, л/м3;
Р2 - содержание углекислоты в свежем
( приточном) воздухе, л/м3;
Р2=0,4 л/м3.
м3/ч.
Т.к. К<3 - выбираем естественную вентиляцию.
Расчеты ведем при К=2,9.
Площадь сечения вытяжного канала:
, м2
где, V
- скорость движения воздуха при прохождении через трубу м/с:
где, высота
канала.
температура воздуха
внутри помещения.
температура
воздуха с наружи помещения.
м2.
Производительность канала имеющего площадь
сечения:
м3/с
м3/с;
м3.
Число каналов
шт.
3.4.3 Расчёт отопления
помещения
.4.3.1 Расчет отопления
помещения для коровника, в котором находится 200 голов
Дефицит теплового потока для отопления
помещения:
где поток
теплоты, проходящий сквозь ограждающие строительные конструкции;
поток теплоты,
теряемый с удалённым воздухом при вентиляции;
случайные потери
потока тепла;
поток теплоты,
выделяемый животными;
где, коэффициент
теплопередачи ограждающих строительных конструкций ( таб. 52);
площадь
поверхностей, теряющих поток теплоты, м2: площадь стен - 457;
площадь окон - 51; площадь ворот - 48; площадь чердачного перекрытия - 1404.
где, объёмная
теплоёмкость воздуха.
Дж/ч.
Дж/ч.
где, q
=3310 Дж/ч- поток теплоты, выделяемый одним животным, (табл. 45).
Случайные потери потока тепла принимаются в
количестве 10-15% от .
Т.к. дефицит теплового потока получился
отрицательный, то подогрев помещения не требуется.
3.4.3.2 Расчет
отопления помещения для коровника, в котором находится 150 голов
Дефицит теплового потока для отопления
помещения:
Дж/ч.
где поток
теплоты, проходящий сквозь ограждающие строительные конструкции;
поток теплоты,
теряемый с удалённым воздухом при вентиляции;
случайные потери
потока тепла;
поток теплоты,
выделяемый животными;
где, коэффициент
теплопередачи ограждающих строительных конструкций ( таб. 52);
площадь
поверхностей, теряющих поток теплоты, м2: площадь стен - 457;
площадь окон - 51; площадь ворот - 48; площадь чердачного перекрытия - 1404.
где, объёмная
теплоёмкость воздуха.
Дж/ч.
Дж/ч.
где, q
=3310 Дж/ч- поток теплоты, выделяемый одним животным, (табл. 45).
Случайные потери потока тепла принимаются в
количестве 10-15% от .
Т.к. дефицит теплового потока получился
отрицательный, то подогрев помещения не требуется.
3.4 Механизация доения
коров и первичной обработки молока
Количество операторов машинного доения:
шт
где, количество
дойных коров на ферме;
шт.- количества
голов на одного оператора при доении в молокопровод;
Принимаем 7 операторов.
.6.1 Первичная
обработка молока
Производительность поточной линии:
кг/ч
где, коэффициент
сезонности поступления молока;
- количество
дойных коров на ферме;
средний годовой
удой одной коровы , (таб. 23) /2/;
кратность дойки;
- длительность
дойки;
кг/ч.
Выбор охладителя по поверхности теплообмена:
м2
где, теплоёмкость
молока;
начальная
температура молока;
конечная
температура молока;
общий коэффициент
теплопередачи, (таб.56);
средняя
логарифмическая разность температур.
где разность
температур между молоком и охлаждающей жидкостью на входе, выходе, (таб. 56).
Число пластин в секции охладителя:
шт.
где, площадь
рабочей поверхности одной пластины;
Принимаем Zп=13
шт.
Выбираем тепловой аппарат (по таб. 56) марки
ООТ-М ( Подача 3000л/ч. , Рабочая поверхность 6.5м2).
Расход холода на охлаждение молока:
кДж
где - коэффициент,
учитывающий теплопотери в трубопроводах.
Выбираем (таб. 57) холодильную установку АВ30.
Расход льда на охлаждение молока:
кг.
где, удельная
теплота плавления льда;
теплоёмкость воды;
кг.
4. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКОЗАТЕЛИ
Таблица 4.Расчёт балансовой стоимости
оборудования фермы
Производственный
процесс и применяемые машины и оборудование
|
Марка
машины
|
мощность
|
количество
машин
|
прейскурантная
стои-мость
машины
|
Начисле-ния
на стоимость: монтаж (10%)
|
балансовая
стоимость
|
|
|
|
|
|
|
Одной
машины
|
Всех
машин
|
ЕДЕНИЦЫ
ИЗМЕРЕНИЯ
|
|
кВт.
|
ШТ.
|
Т..РУБ.
|
Т..РУБ.
|
Т..РУБ.
|
Т..РУБ.
|
ПРИГОТОВЛЕНИЕ
КОРМОВ РАЗДАЧА КОРМОВ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ
|
|
|
|
|
|
|
|
1.
КОРМОЦЕХ
|
ТП
801-323
|
129,6
|
1
|
5500
|
550
|
6050
|
6050
|
2.
КОРМОРАЗДАТЧИК
|
РММ-5,0
|
|
1
|
70
|
|
70
|
70
|
ТРАНСПОРТНЫЕ
ОПЕРАЦИИ НА ФЕРМЕ
|
|
|
|
|
|
|
|
1.
ТРАКТОР
|
МТЗ-80
|
|
1
|
450
|
|
450
|
450
|
2.
ПРИЦЕП
|
1
ПТС-4
|
|
1
|
120
|
|
120
|
240
|
УБОРКА
НАВОЗА
|
|
|
|
|
|
|
|
1.
ТРАНСПОРТЁР
|
ТСН-
3.0 Б
|
4,0
|
4
|
55
|
5,5
|
60,5
|
242
|
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
|
|
|
|
|
|
|
|
1.
ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС
|
ЭЦВ5-6,3-80
|
2,8
|
1
|
13,3
|
1,3
|
14,6
|
14,6
|
2.
ВОДОНАПОРНАЯ БАШНЯ
|
|
|
|
330
|
33
|
363
|
363
|
ДОЕНИЕ
И ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА МОЛОКА
|
|
|
|
|
|
|
|
1.ПЛАСТИНЧАТЫЙ
ТЕПЛОВОЙ АППАРАТ
|
ООТ-
М
|
1,5
|
1
|
67,9
|
6,8
|
74,7
|
74,7
|
2.
ВОДООХЛАЖД. МАШИНА
|
АВ3О
|
18
|
1
|
730
|
73
|
803
|
803
|
3.
ДОИЛЬНАЯ УСТАНОВКА
|
АДМ-8
|
5,1
|
2
|
300
|
30
|
330
|
660
|
Итого
|
|
|
|
|
|
8335,8
|
8967,3
|
Таблица5.Расчет балансовой стоимости
строительной части фермы.
Помещение
|
Вместимость,
гол.
|
Количество
помещений на ферме, шт.
|
Балансовая
стоимость одного помещения, тыс.руб.
|
Общая
балансовая стоимость, тыс. руб.
|
Примечание
|
Основные
производственные здания:
|
|
|
|
|
|
1 Коровник
|
200
|
2
|
3000
|
6000
|
|
2
Молочный блок
|
|
1
|
500
|
500
|
|
3
Родильное отделение
|
42
|
1
|
850
|
850
|
|
Вспомогательные
помещения
|
|
|
|
|
|
1
Изолятор
|
5
|
1
|
120
|
120
|
|
2
Ветпункт
|
|
1
|
120
|
120
|
|
3
Стационар
|
10
|
1
|
150
|
150
|
|
4
Блок служебных помещений
|
|
1
|
180
|
180
|
|
5
Кормоцех
|
|
1
|
100
|
100
|
|
6Вет.сан.пропускник
|
|
1
|
90
|
90
|
|
7
Гараж
|
|
1
|
160
|
160
|
|
Хранилища
для:
|
|
|
|
|
|
1
Силоса
|
|
3
|
80
|
240
|
|
2
Сенажа
|
|
4
|
65
|
260
|
|
3
Сена
|
|
4
|
50
|
200
|
|
4
Соломы
|
|
4
|
50
|
200
|
|
5
Конц.кормов
|
|
1
|
30
|
30
|
|
6
Навоза
|
|
1
|
10
|
10
|
|
Инженерные
сети:
|
|
|
|
|
|
1
Водопровод
|
|
1
|
30
|
30
|
|
2Трансформаторная
подстанция
|
|
1
|
320
|
320
|
|
Благоустройство:
|
|
|
|
|
|
1
Зеленые насаждения
|
|
|
0,012
|
10
|
Тополя
|
2
Газоны
|
|
|
0,006
|
5
|
|
Ограждения:
|
|
|
|
|
|
1
Фермы
|
|
|
0,035
|
300
|
Сетка
- рабица
|
2
Выгульных площадок
|
|
|
|
50
|
Дерево
|
Твердое
покрытие
|
|
|
|
350
|
|
Всего
|
|
|
5905,053
|
10275
|
|
Годовые эксплуатационные затраты:
где, А - амортизационные отчисления и отчисления
на текущий ремонт и техническое обслуживание оборудования и т.д.
З - годовой фонд заработной платы обслуживающего
персонала фермы.
М- стоимость расходуемых в течении года
материалов, связанных с работой техники (электроэнергия, топлива и др.).
Амортизационные отчисления и отчисления на
текущий ремонт:
где Бi-
балансовая стоимость основных фондов.
норма
амортизационных отчислений основных фондов.
норма отчислений
на текущий ремонт основных фондов.
Таблица 6. Расчет амортизационных отчислений и
отчислений на текущий ремонт
Группа
и вид основных фондов.
|
Балансовая
стоимость, тыс. руб.
|
Общая
норма амортизационных отчислений, %
|
Норма
отчислений на текущий ремонт, %
|
Амортизационные
отчисления и отчисления на текущий ремонт, тыс. руб.
|
Здания,
сооружения
|
8270
|
5,8
|
5,0
|
893,16
|
Хранилища
|
940
|
8,8
|
5,0
|
129,72
|
Трактор
(прицепы)
|
690
|
18,3
|
-
|
126,27
|
Машины
и оборудования
|
7914,3
|
16,6
|
18,0
|
2738,4
|
Заборы
ограждения
|
350
|
8,1
|
5,0
|
Прочие
|
1078
|
8,0
|
5,0
|
140,14
|
Итого:
|
|
|
|
4073,54
|
Годовой фонд заработной платы:
руб.
где годовые
затраты труда, чел.-ч.;
руб.- средняя
оплата труда 1чел.-ч. с учётом всех начислений;
где N=16
чел.- количество рабочих на ферме;
Ф=2088 ч.- годовой фонд рабочего времени одного
работника;
чел.-ч.
руб.
Стоимость расходуемых в течении года материалов:
где годовой
расход электроэнергии (кВт), топлива (т), горючего ( кг.):
кг.
стоимость эл.
энергии;
стоимость ГСМ;
руб.
руб.
Приведённые годовые затраты:
Где балансовая
стоимость оборудования и строительства, принимаем раной, тыс. руб.;
Е=0,15- нормативный коэффициент экономической
эффективности капитальных вложений;
т.руб.
Годовая выручка от реализации продукции ( молока
):
руб.
Где - -
годовой объём молока, кг;
- цена одного кг.
молока, руб/кг;
руб.
Годовая прибыль:
руб.
5. ОХРАНА ПРИРОДЫ
Человек, вытесняя все естественные биогеоценозы
и закладывая агробиогеоценозы своими прямыми и косвенными воздействиями,
нарушает устойчивость всей биосферы. Стремясь получить как можно больше
продукции, человек оказывает влияние на все компоненты экологической системы:
на почву- путём применения комплекса агротехнических мероприятий с включением
химизации, механизации и мелиорации, на атмосферный воздух- химизацией и
индустриализацией сельскохозяйственного производства, на водоёмы- за счёт
резкого увеличения количества сельскохозяйственных стоков.
В связи с концентрацией и переводом
животноводства на промышленную основу наиболее мощным источником загрязнения
окружающей среды в сельском хозяйстве стали животноводческие и птицеводческие
комплексы. Установлено, что животноводческие и птицеводческие комплексы и фермы
являются самыми крупными источниками загрязнения атмосферного воздуха, почвы,
водоисточников сельской местности, по мощности и масштабам загрязнения вполне
сопоставимы с крупнейшими промышленными объектами- заводами, комбинатами.
При проектировании ферм и комплексов необходимо
своевременно предусмотреть все меры по защите окружающей среды в сельской
местности от нарастающего загрязнения, что следует считать одной из важнейших
задач гигиенической науки и практики, специалистов сельскохозяйственного и
других профилей, занимающихся данной проблемой.
6. ВЫВОД
Если судить об уровне рентабельности
животноводческой фермы на 350 голов с привязным содержанием, то по полученному
значению годовой прибыли видно, что она отрицательная, это говорит о том, что
производства молока на этом предприятии убыточно, в следствии высоких
амортизационных отчислений и низкой продуктивности животных. Повышение
рентабельности возможно при разведении высокопродуктивных коров и увеличении их
числа.
Поэтому я считаю, что строить данную ферму
экономически необоснованно из-за высокой балансовой стоимости строительной
части фермы.
7. ЛИТЕРАТУРА
1.
В.И.Земсков; В.Д.Сергеев; И.Я.Федоренко «Механизация и технология производства
продукции животноводства»
.
В.И.Земсков «Проектирование производственных процессов в животноводстве»