Дипломная работа: Проект усовершенствования технологического процесса уборки навоза

, м,                                           (2.24)

где Qp – общий расчётный расход воды, м3/с;

V – скорость воды в трубопроводе, м/с; рекомендовано для расчётов V=1 м/с.

=0,0374 м.

Исходя из конструкторских соображений диаметр трубопровода принимаем 40 мм.

2.5.3 Линия уборки навоза

Для уборки навоза из свиноводческого помещения принимаем навозоуборочный транспортёр ТСН–3,0Б кругового действия. Из технической характеристики производительность транспортёра ТСН–3,0Б 4,5…5,7 т/ч; примен. Q=5,5 т/ч.

Продолжительность работы транспортёра определяем по формуле:

Тсут.=Пвк, ч,                                      (2.25)

где Пвк – число включений в сутки; Пвк=3…6;

Тц – продолжительность одного цикла, ч.

Продолжительность одного цикла рассчитываем по формуле:

Тц= , ч,                                          (2.26)

где L – длина цепи транспортёра, м; L=63м;

=0,19 м/с – скорость цепи транспортёра.

Тц==0,092 ч.

Предварительное число включений рассчитываем по формуле:

П=,                                            (2.27)

где Vн. – суточный выход навоза, м3;

Vн. к. – объём навозного канала, м3.

Суточный выход навоза определяем по формуле:

Vн.=, м3,                               (2.28)

Vн. с. – суточный выход навоза на одну голову, кг; Vн. с.=13 кг/сут [5];

n – условное поголовье свиней;

 – плотность навоза, кг/м3; =1035 кг/м3.

Vн.= =3,115 м3.

Объём навозного канала определяем по формуле:

Vн. к.=, м3,                                           (2.29)

где h – высота навозного канала, м; h=0,32 м;

b – ширина навозного канала, м; b=0,12 м;

L – длина цепи транспортёра, м; L=63 м;

 – коэффициент заполнения навозного канала; =0,55

Vн. к.==1,33 м3.

Тогда П==2,3.

Принимаем число включений П=6.

Определяем действительную производительность транспортёра по формуле:

Qд=, т/ч,                                  (2.30)

где Gраз. – суточный выход определяемый по формуле:

Gраз=, т;                                              (2.31)

Gраз==3 т.

Тогда Qд==5,4 т/ч.

Условие Qд  Qч удовлетворяет.

Тогда время работы в сутки равно

Тсут.=6=0,55 часа.

2.5.4  Расчёт микроклимата

2.5.4.1 Расчёт вентиляции

Воздухообмен в свинарнике обеспечивается приточно-вытяжной вентиляцией, принцип которой основан на разном удельном весе теплового и холодного воздуха.

Часовой воздухообмен по содержанию углекислого газа определяем по формуле:

, м3/ч,                                             (2.32)

где m – поголовье животных;

P – количество углекислоты выделяемое одним животным, дм3/ч; Р=47 дм3/ч [5];

Р2 – допустимая норма содержания углекислоты в помещении, дм3/м3; Р2=2,5 дм3/м3 [5];

Р1 – содержание углекислоты в наружном воздухе, дм3/м3; Р1=0,3 дм3/м3 [5].

=10596,36 м3/ч.

Скорость движения воздуха в вентиляционном канале определяем по формуле:

, м/с,                                (2.33)

где h – высота вытяжного канала; h=2,2 м;

tвн=20 – температура внутри помещения;

tн.=14 – температура снаружи

=0,484 м/с.

Находим площадь сечения вытяжного воздуховода по формуле:

Fв=, м2.                                         (2.34)

Fв==6,08 м2

Находим площадь сечения приточных каналов по формуле:

Fn=, м3,                                         (2.35)

где Vn – внутренний объём помещения, м3; Vn=2074 м3.

Fn==1,2 м2

Кратность воздухообмена определяем по формуле:

.                               (2.36)

Число вытяжных каналов определяем исходя из размеров каналов по формуле:

Кв=;                                                     (2.37)

где f – площадь вытяжного канала, м2; принимаем вытяжной канал с размерами 0,60,6 м.

Кв==16,89.

Принимаем число вытяжных каналов равное 18. Число приточных каналов определяем по формуле:

Кn=;                                            (2.38)

где f = 0,25 м2 – площадь приточного канала.

Кn==4,8.

Принимаем количество приточных каналов 5.

2.5.4.2 Расчёт отопления

Применение отопления в свинарнике невыгодно, так как повышает стоимость продукции и требует затрат труда на обслуживание отопительной установки. Биологическое тепло позволяет содержать свиней без отопления при температуре от +10 до . В природно-климатических условиях хозяйства средняя температура самой холодной пятилетки , средняя температура самых холодных суток , средняя температура отопительного периода , средняя температура наиболее холодного периода .

Количество тепла, необходимое для отопления свинарника рассчитываем по формуле:

Qот=Qв+Qогр+Qсп–Qж, кДж/ч,                      (2.39)

где Qв – количество тепла, теряемое при вентиляции, кДж;

Qв=, кДж/ч,                      (2.40)

где V – расчётный воздухообмен, м3/ч;

 – плотность воздуха, м3/кг; =1,306 м3/кг [16];

tв и tн – температура соответственно внутри помещения и снаружи помещения, ;

С – тепломкость воздуха, кДж/кг; С=1 кДж/кг [16].

Qв=10596,36=276776,92 кДж/ч.

Qогр – количество тепла, теряемое через ограждения, кДж;

Qогр=3600, кДж/ч,                            (2.41)

где  – коэффициент теплоотдачи ограждающих конструкций [16];

–для ворот  =4,86 кВт/м2;

–для потолка  =1,17 кВт/м2;

–для пола  =0,47 кВт/м2;

–для стен =1,24 кВт/м2;

–для окон  =2,68 кВт/м2;

Fi – площади i-го элемента ограждения конструкций: площадь стен 420 м2, площадь пола 648 м2, потолка – 648 м2, площадь ворот 10 м2, площадь окон 96 м2.

Подставляя значения в формулу получим:

Qогр=3600++1,24+4,68+

+2,68)(10–(–10))=135907,2 кДж/ч.

Qсп. – количество тепла, уносимое через щели и открытые двери, кДж/ч;

Qсп = 0;

Qж. – количество теплоты, выделяемое животными, кДж/ч:

 кДж/час,                                      (2.42)

где qi = 970 кДж/час – количество теплоты, выделяемое одним животным.

Qж. = =481120 кДж/ч.

Тогда Qот. = 276776,92 + 135907,2 – 481120 = – 68435,88 кДж/ч.

Исходя из расчётов видно, что отопление свинарника нет необходимости.

2.5.4.3 Расчёт освещения

Расчёт освещения сводим к выбору светильников, их мощности и размещения.

Необходимое количество ламп по световому потоку определяем по формуле:

П = ,                                      (2.43)

где Emin.=60 лк – минимальное допустимое освещение по нормам освещённости;

S – площадь помещения, м2 ; S = 648 м2;

K – коэффициент запаса; К = 1,5;

Z – коэффициент минимального освещения; Z = 1,15;

Fл – световой поток стандартной лампы, лк;

 – коэффициент использования светового потока;  = 0,57.

П =  = 47,4

Для освещения свинарника принимаем люминесцентные лампы ЛБ – 40 мощностью 40 Вт и световым потоком 2480 лк.

Для освещение необходимо 48 ламп ЛБ – 40, но так как они устанавливаются в светильники по две лампы, то количество светильников 24.

Располагаем светильники по вершинам квадратов, отношение расстояния светильников друг от друга к высоте подвеса определяем по формуле:

 = 1,4,                                        (2.44)

где L – расстояние между светильниками, м;

Hp – высота подвеса светильников, м;

Hp = H – (hc+hn), м,                                (2.45)

где H – высота помещения, м; H=2,4 м;

hc – расстояние от светильника до пола, м; hc = 0,25 м;

hn – расстояние от пола до рабочей плоскости, м; hn = 0,6 м;

Тогда Hp = 2,4–(0,25+0,6)=1,55 м.

Определяем расстояние между светильниками из формулы (2.44)

L = 1,4=1,4=2,17 м                    (2.46)

Принимаем L = 2,2 м.

Определяем общую мощность осветительной установки по формуле:

, кВт;                                         (2.47)

где Wл – мощность одной лампы, кВт.

Тогда Wл ==1,92 кВт.

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА

3.1 Обоснование необходимости совершенствования технологического процесса уборки навоза

В условиях нынешнего времени, когда концентрация животных на фермах уменьшилась и техника устарела, уборка и утилизация навоза превратилась в весьма сложные процессы. На фермах значительно повышаются требования к технологической надёжности оборудования, так как постоянный ремонт и техническое обслуживание повышает себестоимость процесса уборки навоза и естественно себестоимость производства продукции.

На ферме уборка навоза осуществляется с помощью скребкового траспортёра. Навоз скапливается в навозосборнике, откуда он перекачивается с помощью шнековых насосов типа НШ–50–I. Немаловажным достоинством данной системы является то, что процесс навозоудаления можно проводить периодически. Как показала практика, последний способ является более надёжным и предпочтительным, давая возможность выбирать навоз любой консистенции и с высокой производительностью. Причём механические включения, представляющие серьёзную помеху для работы всех видов навозных насосов не оказывают никаких помех погрузке.

Однако, как показала практика, шнековые насосы марки НШ–50–I заводского изготовления непригодны для откачки навозной жижи пониженной влажности с примесями отходов кормов. Электродвигатели таких насосов преждевременно выходят из строя. Поэтому система удаления навоза нуждается в совершенствовании.

Кроме того, из-за отсутствия навозохранилища на территории фермы, навоз загружается в тракторный прицеп. Из-за высокой влажности жидкая фракция навоза просачивается через щели в бортах прицепа, что ухудшает санитарные условия как возле свинарника, так и по ферме в целом.

3.2 Зооинженерные требования к уборке навоза

Своевременная уборка животноводческих помещений и удаления навоза, эффективное использование его – одна из важнейших проблем, значение которой возрастает.

Основные требования к технологии и средствам удаления, хранения, переработки и использования навоза определены нормативно-техническими документами на проектирование таких систем, а также ветеринарно-санитарными и гигиеническими требованиями к оборудованию технологических линий уборки навоза.

При проектировании систем уборки, удаления навоза необходимо учитывать прогрессивные технологи и придерживаться условий, которые обеспечивают: полное использование всех видов навоза и их частей как удобрения для сельскохозяйственных угодий, повышение уровня механизации и автоматизации производственных процессов.

Объекты, которые используются для работы с эксриментами и навозом, должны располагаться относительно жилой зоны и животноводческих предприятий с подветренной стороны превалирующих ветров.

3.3 Анализ существующих средств уборки и транспортировки навоза

По назначению навозоуборочные средства делят на средства очистки помещений; средства накопления и удаления навоза; средства транспортировки его и обработки с целью последующей утилизации.

Выбор способа и средств механизации уборки навоза из помещений для свиней определяется технологией содержания животных, планировкой помещений, объёмно-планировочным решением фермы и обеспеченностью подстилочными материалами.

Для уборки навоза в животноводческих помещениях используются как мобильные, так и стационарные средства.

К мобильным средствам уборки навоза относятся скребок-бульдозер (бульдозерная навеска) БН – 1 и бульдозер-скребок навесной БСН – 1,5. они предназначены для сбора подстилочного навоза.

К стационарным навозоуборочным средствам относятся скребковые транспортёры кругового движения ТСН – 3,0Б, ТСН – 160; скреперные установки возвратно-поступательного движения УС – 10; скреперные тросо-штанговые установки ТС – 1.

Стационарные навозоуборочные транспортёры типа ТСН и скреперные установки УС – 10 могут применяться при привязном или бес привязном способе содержания, как при подстилочном, так и при бес подстилочном содержании животных. Цепные навозоуборочные наводы ТСН – 160 и ТСН – 3,0Б применяются только при привязном содержании животных. При использовании скреперных установок в случае привязного бес подстилочного содержания животных в целях сокращения затрат труда на очистку станков и проходов от навоза длина станков должна быть сокращена, а навозоприёмный лоток расширен. Если сборный поперечный коллектор расположен в торце помещения, то приводные станции скреперных установок следует размещать в нём же за поперечным коллектором; их установка в противоположном торце может привести к увеличению усилия в тяговой цепи на 25% и как следствие к ускорению её износа.

Транспортировку навоза вдоль поперечных каналов осуществляют транспортёрами ТСН – 3,0Б, а также установками УСН – 8 и УС – 10.

Транспортировку навоза влажностью 76…91% за пределы территории фермы в навозохранилище целесообразно осуществлять с помощью поршневых установок для транспортировки навоза УТН – 10. Напорный трубопровод изготавливается из стальных труб и располагается ниже уровня промерзания грунта. Главным достоинством установок такого типа является возможность транспортирования густого подстилочного навоза и подачи его в навозохранилище снизу «под уровень», что предотвращает его промерзание. Значительно улучшается также санитарное состояние ферм. Наклонный транспортёр следует делать несколько длиннее с таким расчётом, чтобы в случае выхода из строя поршневой установки или закупорки навозопровода можно было бы выгрузить навоз непосредственно в тракторный прицеп. Такое резервирование позволяет достигнуть высокой надёжности процесса транспортировки навоза за пределы территории фермы.

В целях предохранения наклонных транспортёров от замерзания в суровые зимние месяца необходимо, чтобы в тамбуре воздуха было выше атмосферного.

Удаление навоза от животноводческих помещений. Для работы навозоуборочных средств внутри помещений необходимо наличие промежуточных ёмкостей-накопителей различных конструкций и вместимости, которые обычно находятся в торцовой части помещения и реже посредине его длинной стороны, в специальном тамбуре-пристройке. Очистка помещений производится всегда в одно и тоже время, определённое распорядком дня фермы.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9