НАУЧНЫЕ РАБОТЫ

Дипломная работа: Усовершенствование технологического процесса раздачи кормов

- коэффициент, учитывающий местные потери напора (повороты, стыки, задвижки и т.п.), = 1,1.

Длина трубопровода на участке CD = 85 м; DG = 40 м; DF = 50 м (из генпалана лист графической части).

м;

м.

Расчет высоты водонапорной башни.

Высота водонапорной башни должна быть достаточной для того, чтобы обеспечить требуемый свободный напор в помещениях с учетом потери напора по длине трубопровода и разности нивелирных отметок основания водонапорной башни и животноводческих помещений. Нивелирные точки: А = 5 м; С = 13 м; F = 12м; G = 14м.

Находим пьезометрические отметки узла FG:

м;(2.35)

м, (2.36)

где , - пьезометрические отметки узла F, G: м;

, - величина свободного напора на узлах F, G: м;

, , - потери напора на участках DF и DG, DC, м;

, - нивелирные отметки узлов F, G (по топографической схеме местности), м.

Далее для расчетов берем максимальное значение пьезометрической отметки

= 25,86 м.

Высота опоры башни (м):

м.(2.37)

Расчетная высота водонапорной башни, м:

м,(2.38)

где - высота бака водонапорной башни, м, = 4 м – берется как наиболее часто применяемая.

Подбор насоса и определение его параметров.

Для того, чтобы подобрать насос надо знать напор и производительность насосной станции. Ориентировочно производительность насосной станции найдем исходя из:

л/сек,(2.39)

где - суточный расход всех потребителей, л/сут;

- ориентировочное время работы станции, ч.

Диаметр всасывающего и нагнетательного трубопровода насосной станции подбираем аналогично подбору трубопроводов водопроводной сети в соответствии с экономически выгодными скоростями движения воды, берем трубу с ш 45 мм.

Потери насоса во всасывающем и нагнетательном трубопроводах (м) определяем из условия:

м,(2.40)

где - общая длина всасывающего и нагнетательного трубопровода;

- 100 м;

- 15 м.

Требуемый напор насоса:

м,(2.41)

где - разность нивелирных отметок точек А и С .

В виду того, что по условиям общая длина всасывающего и нагнетательного водопроводов сравнительно невелики, то его характеристику строим как прямую, параллельно оси ОО, с ординатой . Рабочая точка А определяется как точка пересечения расходной характеристики насоса с расходной характеристикой трубопроводов.

Определение фактической производительности насоса из рабочей точки А проводим вертикаль насоса на ось ОО, пересечению с вертикалью определить фактическую производительность насоса (л/с), определяем КПД насоса из точки А проведем вертикальную прямую до пересечения с кривой в точке В. Из точки В на ось проводим горизонталь и определяем КПД насоса в данном режиме работы.

Мощность электродвигателя привода насоса:

кВт,(2.42)

где - мощность двигателя, кВт;

- удельный вес воды;

- фактическая производительность насоса, л/с

- напор насоса, м;

- КПД насоса

Практически полученная мощность электродвигателя должна быть увеличена с учетом коэффициента запаса в 1,5 раза:

кВт,(2.43)

где К – коэффициент запаса, К = 1,5.

Время работы насоса в течение суток:

часа.(2.44)

Определяем емкость водонапорной башни с учетом запаса 15%:

м3.

Выбираем водонапорную башню БР-10:

вместимость бака: 10м3;

полная: 18 м3;

высота ствола: 4 м;

диаметр бака: 3 м;

диаметр ствола: 12 м;

масса: 2100 кг.

2.4 Механизация создания микроклимата в помещении

Расчет и подбор оборудования системы вентиляции.

Система вентиляции предназначена для удаления из помещения загрязненного и влажного воздуха и замены его на чистый и менее влажный наружный воздух. Обеспечение нормального гигиенического режима для животных, обслуживающего персонала и сохранности здания.

Основанием для расчета и выбора системы вентиляции служат нормированные показатели для животноводческих помещений.

Часовой воздухообмен по содержанию углекислоты определяем как:

м3/ч,(2.45)

где - количество углекислого газа, выделяемое одним животным, л/ч (нормативные данные) [7, прилож. I];

- количество голов, чел.

- допустимое количество углекислоты в воздухе помещения (см. строительные нормы и правила проектирования сельскохозяйственных помещений) [7, прилож. 3];

- содержание СО2 в приточном воздухе = 0,3…0,4 л/м3.

Часовой воздухообмен содержит влаги:

м3/ч;(2.46)

ч/м3,(2.47)

где - количество водяного пара, выделяемое одним животным [2, таблица II];

- коэффициент, учитывающий испарение влаги с пола, автопоилок и т.д., = 1,2;

- допускаемое количество водяного пара в воздухе помещения [2, табл. прилож. I];

- нормативная вместимость воздуха в здании, %;

- максимальная вместимость воздуха при 12°С, = 75%, т.е. это оптимальные условия содержания.

Для дальнейших расчетов выбираем максимальный воздухообмен из и и находим необходимую кратность воздухообмена:

,(2.48)

где - объем помещения (размеры помещения).

В практике животноводства обеспечение воздухообмена производится при помощи сочетания естественной и принудительной вентиляций. Естественная вентиляция является более простой по устройству и дешевой в эксплуатации. При ее использовании воздухообмен происходит вследствие разности температуры внутри и снаружи помещения. В этом случае суммарное сечение вытяжных и приточных каналов определяем так:

м3,(2.49)

где - часовой воздухообмен, м3/ч;

- скорость воздуха в канале, м/с:

м/с,(2.50)

где - высота вытяжного канала (принимаем 3,5 м);

- температура воздуха в помещении (12°С – зоотехнические требования);

- температура наружного воздуха (для области расчетная зимняя температура = - 11°С).

Количество вытяжных каналов определяем так:

шт., (2.51)

где - площадь сечения одного канала (берем 0,5 м2).

Зная, что работа естественной вентиляции зависит от метеорологических условий, сочетаем ее с принудительной. Суммарная производительность вентиляторов принимается с учетом подсосов воздуха в воздухаводах на 15% больше расчетного воздухообмена:

м3/ч(2.52)

т.к. > 8000 м3/ч берется схема с несколькими вентиляторами. Количество вентиляторов определяем из условия:

шт.,(2.53)

где 8000 м3/ч – максимальный воздухообмен, который может обеспечить 1 вентилятор с ш рабочего колеса 800 мм;

- округляем в большую сторону.

Производительность одного вентилятора определяем из условия:

м3/ч.(2.54)

Диаметр главного и приточного воздуховодов, определяется по формуле:

, м2,(2.55)

где - скорость воздуха в воздуховоде, м/с [7, стр. 8].

Из принятой схемы вентиляции здания воздух от вентиляторов попадает по одному каналу главном и четырем приточным воздуховодам, т.е.

;

м;

м.

Напор, создаваемый вентилятором должен быть больше суммы потерь давления на трение и в местных сопротивлениях:

Па,(2.56)

где - полные потери напора, Па;

- потери напора на трение, Па;

- потери на местных сопротивлениях, Па;

- плотность воздуха, = 1,2 кг/м3 [7, стр. 8];

- скорость воздуха в воздуховоде [7, стр. 8];

- коэффициент трубопроводного сопротивления движения воздуха, = 0,02 [7];

- длина трубопровода от вентилятора до конечной точки в соответствии с принятой схемой, м;

- диаметр трубопроводов, м;

- сумма коэффициентов местных потерь (повороты, переходы, калориферные решетки) (взято примерно) [7, стр. 8].

На основании и Н по техническим характеристикам вентиляторов марки Ц4-70, т.к. вентиляторы Ц4-70 наиболее подходят для вентиляции помещения. Выбираем вентилятор № 8.

Потребную мощность на привод вентилятора определяем по формуле:

,(2.57)

где - подача вентилятора (из технических характеристик на вентиляторы Ц4-70), м3/ч [7, табл. 2];

- полный напор вентилятора (из технической характеристики на вентиляторы Ц4-70), Па;

- КПД вентилятора, принимаем = 0,65…0,95 [7, стр. 8].

Действительная мощность электродвигателя выбираем с учетом коэффициента запаса К3 = 1,2:

кВт.(2.58)

Тепловой расчет помещения.

Для выбора обогревательных установок производим расчет теплового баланса:

кДж/ч,(2.59)

где - дефицит теплового потока, кДж/ч;

- поток теплоты, проходящий через ограничения конструкций (стены, чердак, ворота, окна), кДж/ч;

- коэффициент случайных потерь через двери, щели и т.д., = 1,1;

- поток теплоты, выделяемый животными, кДж/ч.

кДж/ч, (2.60)

где , , , - коэффициент теплоотдачи, соответственно, через стены, чердак, окна, ворота, кДж/ч·м2°С [7, табл. 4];

, , , - площадь, соответственно, стен здания, чердака, окон (5% от площади пола), ворота (4 ворот, размером 3Ч3 м);

- температура воздуха в помещении, = 12°С [7, стр. 16];

- расчетная зимняя температура наружного воздуха, = -23°С.

кДж/ч, (2.61)

где - удельная теплоемкость воздуха, = 1 кДж/кг°С;

- количество вентиляторов;

- производительность вентилятора Ц4-70, № 8 [7, табл. 2];

- плотность воздуха, = 1,2 кг/м3.

Поток теплоты, выделяемой животными:

кДж/ч,(2.62)

где - поток теплоты, выделяемый одним животным, кДж/ч [7, приложение 2];

- количество животных в помещении, гол.

Подбор калорифера для обогрева помещения.

Для воздушного отопления животноводческого помещения применим пароводяной калорифер.

В них применяется следующий принцип работы: воздух нагнетенный вентилятором проходит через теплообменник, в котором нагревается за счет тепла горячей воды или пара, в соответствие с этим каждый калорифер работает в системе с вентилятором и их количество соответствует друг другу. Тепло поступающее через калорифер, должно компенсировать дефицит тепла в животноводческом помещении. Исходя из этого, температура воздуха, выходящего из калорифера, в помещении будет определяться следующим образом:

°С,(2.63)