Комплексная механизация животноводческой фермы крупного рогатого скота

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

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

1.1 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:

3.1 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.

3.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНЫЙ РАЦИОН КОРМОВ КАЖДОГО ВИДА ПО ФОРМУЛЕ

q _{сут i =}

m_j - поголовье j - той группы животных;

a_ij - 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.

3.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КОРМОЦЕХА

Q_сут. = ? q_сут.

Q_сут. =1523+6416,5+168+70,2+948+19,73+1139=10916 кг

3.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КОРМОЦЕХА

Q_тр. = Q_сут./(Т_раб.•d)

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

Т_раб. = 1,5 - 2,0 ч.; Принимаем Т_раб. = 2ч.; d - кратность кормления животных, d = 2 - 3. Принимаем d = 2.

Q_тр. =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

Q_тр. = Q_сут./( t_разд.•d)

где t_разд. -время, отводимое по распорядку дня фермы на раздачу кормов (линии выдачи готовой продукции), ч.;

t_разд. = 1,5 - 2,0 ч.; Принимаем t_разд = 2ч.; d - кратность кормления животных, d = 2 - 3. Принимаем d = 2.

Q_тр. = 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 ^р_ф =3300/0,273=12088 кг/ч

t_р.= t_з + t_д + t_в ,

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.

Qв= 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

3.2 ВОДОСНАБЖЕНИЕ

3.2.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ СРЕДНЕСУТОЧНЫЙ РАСХОД ВОДЫ НА ФЕРМЕ

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

Q_ср.сут. = m₁q₁ + m₂q₂ + … + m_nq_n

где m₁, m₂,… m_n - число каждого вида потребителей, голов;

q₁, q₂, … q_n - суточная норма потребления воды одним потребителем, (для коров - 100 л, для нетелей - 60 л);

Q_ср.сут = 263•100+42•100+45•100+42•60+21·20=37940 л/сут.

3.2.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ МАКСИМАЛЬНЫЙ СУТОЧНЫЙ РАСХОД ВОДЫ

Q_m.сут. = Q_ср.сут.• б₁

где б₁ = 1,3 - коэффициент суточной неравномерности,

Q_m.сут = 37940•1,3 =49322 л/сут.

Колебания расхода воды на ферме по часам суток учитывают коэффициентом часовой неравномерности б₂ =2,5:

Q_m.ч = Q_m.сут•?б₂ / 24

Q_m.ч = 49322•2,5 / 24 =5137,7 л/ч.

3.2.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ МАКСИМАЛЬНЫЙ СЕКУНДНЫЙ РАСХОД ВОДЫ

Q_m.с = Q_т.ч / 3600

Q_m.с =5137,7/3600=1,43 л/с

3.2.4 РАСЧЁТ НАРУЖНОЙ СЕТИ ВОДОПРОВОДА

Расчёт наружной сети водопровода сводится к определению диаметров труб и потерь напора в них.

3.2.4.1 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.

3.2.4.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ПО ДЛИНЕ

h_т =

где л - коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий от материала и диаметра труб (л = 0,03); L = 300 м - длина трубопровода; d - диаметр трубопровода.

h_т=0,48 м

3.2.4.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ВЕЛИЧИНУ ПОТЕРЬ В МЕСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЯХ

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

h_м = = 0,07•0,48= 0,0336 м

Потери напора

h = h_т + h_м = 0,48+0,0336 = 0,51 м

3.2.5 ВЫБОР ВОДОПРОВОДНОЙ БАШНИ

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

3.2.5.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ВЫСОТУ ВОДОПРОВОДНОЙ БАШНИ

H_б = H_св + H_г + h

где H_св - свободный напор у потребителей, H_св = 4 - 5 м,

принимаем H_св = 5 м,

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

h - сумма потерь напора в наиболее удалённой точке водопровода,

H_б = 5 + 0,51= 5,1 м, принимаем H_б = 6,0 м.

3.2.5.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ОБЪЁМ ВОДОПРОВОДНОГО БАКА

Объем водонапорного бака определяется необходимым запасом воды на хозяйственно-питьевые нужды, противопожарные мероприятия и регулирующим объемом.

W_б = W_р + W_п + W_х

где W_х - запас воды на хозяйственно - питьевые нужды, м³ ;

W_п - объём на противопожарные мероприятия, м³ ;

W_р - регулирующий объём.

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

W_х = 2Q_т.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 W_п =72000 л.

Регулирующий объём водонапорной башни зависит от суточного потребления воды [3], табл. 28:

W_р = 0,25•49322•10^-3 = 12,5 м³ .

W_б = 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.

3.2.6.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

Производительность насосной станции зависит от максимальной суточной потребности в воде и режима работы насосной станции.

Q_н = Q_m.сут./Т_н

где Т_н-время работы насосной станции, ч. Т_н = 8-16 ч.

Q_н =49322/10 =4932,2 л/ч.

3.2.6.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОЛНЫЙ НАПОР НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

Н = Н_гв + h_в + Н_гн+h_н

где Н - полный напор насоса, м; Н_гв - расстояние от оси насоса до наименьшего уровня воды в источнике, Н_гв = 10 м; h_в - величина погружения насоса, h_в = 1,5…2 м, принимаем h_в = 2 м; h_н - сумма потерь во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м

h_н = h_вс + h

где h - сумма потерь напора в наиболее удалённой точке водопровода; h_вс - сумма потерь напора во всасывающем трубопроводе, м, можно пренебречь

ферма балансовый производительность оборудование

h_н = 0,51 м

Н_гн = Н_б ± Н_z + Н_р

где Н_р - высота бака, Н_р = 3 м; Н_б - высота установки водонапорной башни, Н_б = 6м; Н_z - разность геодезических отметок от оси установки насоса до отметки фундамента водонапорной башни, Н_z = 0 м:

Н_гн = 6,0+ 0 + 3 = 9,0 м.

Н = 10 + 2 +9,0 + 0,51 = 21,51 м.

По Q_н =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).

3.3 УБОРКА НАВОЗА

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

3.3.1 РАСЧЁТ ПОТРЕБНОСТИ В СРЕДСТВАХ УДАЛЕНИЯ НАВОЗА

От принятой технологии уборки и утилизации навоза существенно зависит стоимость животноводческой фермы или комплекса и, следовательно, продукции.

3.3.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ КОЛИЧЕСТВО НАВОЗНОЙ МАССЫ ПОЛУЧАЕМОЙ ОТ ОДНОГО ЖИВОТНОГО

G₁ = б(K + M) + П

где K, M - суточное выделение кала и мочи одним животным,

П - суточная норма подстилки на одно животное,

б - 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

3.3.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНЫЙ ВЫХОД НАВОЗА С ФЕРМЫ

G_сут. =

m_i - поголовье животных однотипной производственной группы; n - количество производственных групп на ферме ,

G_сут. = 70,8•263+70,8•45+70,8•42+31,8•42+11,8·21=26362,8 кг/ч ? 26,5 т/сут.

3.3.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ГОДОВОЙ ВЫХОД НАВОЗА С ФЕРМЫ

G_г = G_сут•D•10^-3

где D - число дней накопления навоза, т. е. продолжительность стойлового периода, D = 250 дней,

G_г =26362,8•250•10^-3 =6590,7 т

3.3.1.4 ВЛАЖНОСТЬ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА

W_н =

где W_э - влажность экскрементов (для КРС - 87%),

W_н = = 89%.

Для нормальной работы механических средств удаления навоза из помещения должно выполнятся условие:

Q_тр ? Q

где Q_тр - требуемая производительность навозоуборочного средства в конкретных условиях; Q - часовая производительность того же средства по технической характеристике

Q_тр =

где G_c^* - суточный выход навоза в животноводческом помещении (на 200гол),

G_c^* =14160 кг, в = 2- принятая кратность уборки навоза, T - время на разовую уборку навоза, Т =0,5-1ч, принимаем Т =1ч, м - коэффициент, учитывающий неравномерность разового количества навоза, подлежащего уборке, м = 1,3; N - количество механических средств, устанавливаемых в данном помещении, N =2,

Q_тр = = 2,7 т/ч.

Выбираем транспортер ТСН-3,ОБ(горизонтальный)

Q =4,0-5,5 т/ч. Т.к Q_тр ? Q - условие выполняется.

3.3.2 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.

3.3.2.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МОБИЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

Q_тр. = G_сут./Т

где G_сут. =26,5 т/ч. - суточный выход навоза с фермы; Т = 8 ч. - время работы технического средства,

Q_тр. = 26,5/8 = 3,3 т/ч.

3.3.2.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ФАКТИЧЕСКУЮ РАСЧЁТНУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА ВЫБРАННОЙ МАРКИ

где G = 4 т - грузоподъёмность технического средства, т. е. 1 - ПТС - 4;

t_р - длительность одного рейса:

t_р = t_з + t_д + t_в

где t_з = 0,3 - время загрузки, ч; t_д = 0,6 ч - время движения трактора от фермы к навозохранилищу и обратно, ч; t_в = 0,08 ч - время выгрузки, ч;

t_р = 0,3 + 0,6 + 0,08 = 0,98 ч.

4/0,98 = 4,08 т/ч.

3.3.2.3 РАСЧИТЫВАЕМ КОЛИЧЕСТВО ТРАКТОРОВ МТЗ - 80 С ПРИЦЕПОМ

1- ПТС-4

z = 3,3/4,08 = 0,8 , принимаем z = 1.

3.3.2.4 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/hс

где с- объемная масса навоза, т/м³; h- высота укладки навоза (обычно 1,5-2,5м).

S=6590/2,5•0,25=10544 м³.

3.4 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 = V_w/V_п

где V_w - количество влажного воздуха, м³/ч;

V_п - объём помещения, V_п = 76Ч27Ч3,5 =7182 м³.

V_п - объём помещения, V_п = 76Ч12Ч3,5 =3192 м³.

V_w =

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.

V_{w 1}= = 23030 м³/ч.

V_w2 = = 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.

3.4.1 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 К_в - число вытяжных каналов:

К_в = S_в/S_к

S_к - площадь одного вытяжного канала, S_к = 1Ч1 = 1 м²,

S_в - требуемая площадь сечения вытяжного канала, м²:

S_в =

V - скорость движения воздуха при прохождении через трубу определенной высоты и при определенной разнице температур, м/с:

V =

h- высота канала, h = 3 м; t_вн - температура воздуха внутри помещения,

t_вн = + 3 ^oC; t_нар - температура воздуха снаружи помещения, t_нар = - 25 ^оС;

V = = 1,22 м/с.

V_n = S_к•V•3600 = 1 • 1,22•3600 = 4392 м³/ч;

S_в1 = = 5,2 м² .

S_в2 = = 2,6 м² .

К_в1 = 5,2/1 = 5,2 принимаем К_в = 5 шт,

К_в2 = 2,6/1 = 2,6 принимаем К_в = 3 шт,

= 9212 м³/ч.

Т.к. Q_в1 < 8000 м³/ч, то выбираем схему с одним вентилятором.

= 7677 м³/ч.

Т.к. Q_в1 > 8000 м³/ч, то с несколькими.

3.4.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ДИАМЕТР ТРУБОПРОВОДА

где V_т - скорость воздуха в трубопроводе, V_т = 12 - 15 м/с, принимаем

V_т = 15 м/с,

= 0,46 м, принимаем D = 0,5 м.

= 0,42 м, принимаем D = 0,5 м.

3.4.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ОТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРЕНИЮ В ПРЯМОЙ КРУГЛОЙ ТРУБЕ

H_тр =

где л - коэффициент сопротивления трению воздуха в трубе, л = 0,02; L длина трубопровода , м, L = 152 м; с - плотность воздуха, с = 1,2 - 1,3 кг/м³, принимаем с = 1,2 кг/м³:

H_тр = = 821 м,

3.4.1.4 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ОТ МЕСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

h_мс =

где ?о - сумма коэффициентов местных сопротивлений, [3] таб. 56:

?о = 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,

h_мс = = 1465,4 м.

3.4.1.5 ОБЩИЕ ПОТЕРИ НАПОРА В ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЕ

Н = Н_тр + h_мс

Н = 821+1465,4 = 2286,4 м.

Выбираем два центробежных вентилятора № 6 Q_в = 2600 м³/ч, с табл. 57.

3.4.2 РАСЧЁТ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ

Кратность часового воздухообмена:

где, V_W- 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 Р_m - 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

3.4.3.1 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.

3.6.1 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 Z_п=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 Б_i- 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	45,85
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»

2. В.И.Земсков «Проектирование производственных процессов в животноводстве»

Размещено на Allbest.ru