Проект комплексной механизации фермы КРС с разработкой технологической линии водоснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д.Глинки

Кафедра «Механизация животноводства и переработки сельскохозяйственной продукции»

Курсовой проект

Проект комплексной механизации фермы КРС с разработкой технологической линии водоснабжения

Выполнил: студент ФВMиТЖ

Нартова Е.А

Проверил

БарбицкийА.П

Воронеж 2013 г.



АННОТАЦИЯ

Темой моей курсовой работы является проект комплексной механизации фермы КРС, рассчитанной на содержание голов, с разработкой технологической линии водоснабжения.

В курсовом проекте произведен расчет генерального плана фермы. Приведен обзор средств механизации на проектируемой ферме. Обоснована технологическая схема водоснабжения на данной ферме. Система водоснабжения представляет собой комплекс инженерных сооружений, предназначенных для обеспечения потребителя водой надлежащего качества и в необходимом количестве. В связи с этим в систему водоснабжения включают следующие сооружения:

1. Водозаборное сооружение для получения воды из природных источников;

2. Насосные станции, подающие воду на очистные сооружения, к аккумулирующим ёмкостям или к потребителям;

3. Сооружения для очистки воды;

4. Резервуары и водонапорные башни, являющиеся запасными и регулирующими ёмкостями;

5. Водораспределительные сети, предназначенные для передачи воды к местам её потребления.

Большое внимание было уделено вопросу противопожарного водопотребления, описаны основные требования по технике безопасности на насосных станциях. При проектировании генерального плана были учтены основные требования и нормы. Хозяйственно-вспомогательные и складские здания и сооружения располагают по относительно возвышенной части участка, но ниже жилого сектора, животноводческие постройки располагают на относительно пониженной части участка. Водонапорную башню располагают на самой возвышенной точки местности, а навозохранилище на самой низкой.

Введение

Современные животноводческие фермы и комплексы насыщаются новой сложной, высокопроизводительной техникой. Промышленность наладила производство технологических поточных линий для искусственной сушки и брикетирования кормов, машинного доения коров с обработкой молока, раздачи кормов и обработки соломы. Во многих передовых и опытных хозяйствах страны осуществлена комплексная механизация и автоматизация животноводства

Наряду с количественным ростом поставляемой техники заметно улучшается её качество. Это в основном высокопроизводительные универсальные электрифицированные машины и агрегаты, выполняющие целый комплекс основных, вспомогательных и транспортных операций. Значительная часть техники оснащена средствами автоматического контроля и управления; другая её часть - это агрегаты и комплексы, полностью работающие в автоматическом режиме по заложенным в них программам, позволяющим учитывать особенности обслуживаемых животных, состояние окружающей среды и специфику эксплуатации сложной биологической системы, принимаемой в животноводстве. Огромные резервы увеличения объемов и снижения себестоимости продукции животноводства заложены в развитие специализации и концентрации производства на базе хозяйственной кооперации и агропромышленной интеграции. Созданы крупные государственные специализированные предприятия : птицефабрики, комплексы по производству говядины, свинины, молока, овощей на индустриальной основе.

Машинная технология качественный труд животноводства, подняла его производительность, позволила внедрить ранее неизвестные технологические процессы, резко увеличить продуктивность сельскохозяйственных животных и птиц. Громадное значение при этом имеет применение электроэнергии. Как показывала практика, в среднем каждый киловатт-час электроэнергии, использованный на производственные нужды в животноводстве, дает экономию по затратам труда в размере полутора часа, а по издержкам производства на 0,2.

В этих условиях необходимо обратить внимание на дальнейшее совершенствование инженерной службы на селе. Резко возрастает роль зооинженера - инженера-технолога современного высокомеханизированного животноводческого производства. Технолог определяет наиболее целесообразные в техническом и экономическом отношении характер и последовательность технологических процессов, устанавливает метод их осуществления, подбирает соответствующее оборудование и планирует его размещение. Технология производства животноводческой продукции очень сложна, так как заготавливаемое сырье (корма) перерабатываются живыми организмами, которые обслуживаются целыми системами и комплексами сложного оборудования. Зооинженеру необходимо сначала составить документацию, в которой должны быть строго определены характер, последовательность и способы осуществления технологических операций, а затем подобрать животных и оборудование, чтобы организовать эффективное их функционирование.

1. Проектирование генерального плана фермы

1.1 Требования к генеральному плану фермы

Генеральный план фермы - это пространственное размещение в проекте всех зданий и сооружений производственного и обслуживающего назначения, объединенных технологическими процессами и общими транспортными, энергетическими и санитарно-техническими устройствами, увязанных рельефом местности, сторонами света, направлением господствующих ветров и организованных в единое целое для эффективной эксплуатации проектируемой фермы.

В основу проектирования генерального плана фермы должна ложиться принятая схема технологии производства таким образом, чтобы взаимное расположение зданий и сооружений, транспортных магистралей, коммуникаций инженерных сетей и общая организация территории максимально удовлетворяли требованиям технологических процессов и обеспечивали поточность производства. Участок под ферму выбирается с супесчаным или слабосуглинистым грунтом, обладающим свойством легко проветриваться и не задерживать избытка влаги. Уровень грунтовых вод должен быть не выше 2 м. Уклон участка желательно на юг не более 100С. Участок должен располагаться с подветренной стороны относительно жилого сектора не менее 200 м для фермы КРС, 150 м - для овцеводческих и 500 м - для свиноводческих ферм. Группы построек по уклону местности и направлению господствующих ветров располагают в следующем порядке: хозяйственно вспомогательные и складские здания и сооружения размещают на относительно возвышенной части участка, но ниже жилого сектора по уклону местности и выше животноводческих построек. А в отношении направления господствующих ветров - с наветренной стороны к ним и с подветренной стороны относительно жилого сектора. Животноводческие постройки, в свою очередь, располагают на относительно пониженной части участка, т.е. ниже хозяйственно вспомогательной и складской группы, и с подветренной стороны к ним, по рельефу местности выше, и с наветренной стороны по отношению к навозохранилищу. Ветеринарные постройки размещают с подветренной стороны в отношении фермы, а по уклону местности ниже, со стоком поверхностных вод в сторону от жилого сектора и фермы.

Все животноводческие здания целесообразно располагать длинными параллельными осями в ряд, чтобы их торцы располагались в одну линию. При этом длинной осью они должны располагаться вдоль горизонталей или под углом к ним так, чтобы разница в отметках поверхности земли у торцов здания не превышала 1 м.

С целью нормального и равномерного естественного освещения внутренней площади в течение всего дня, прогрева здания животноводческой постройки на участке фермы в нашей зоне нужно размещать длинной осью с севера на юг. Однако в зависимости от рельефа местности, направления господствующих ветров допускается отклонение от принятой ориентации на 300 в ту или иную сторону.

Для предотвращения резкого охлаждения, животноводческое помещение необходимо располагать по отношению к направлению господствующих в зимнее время ветров одним из углов или торцевой частью, а постоянно действующие входы в здание должны находиться с подветренной стороны.

Вся территория фермы делится на обособленные зоны.

Зоной фермы называют часть территории, на которой размещены здания и сооружения, имеющие общность назначения, определенную родственность производственных процессов, единство санитарной, зооветеринарной и противопожарной характеристик, однородный уровень инженерного оборудования и транспортного обслуживания. Зонирование территории позволяет создать условия для лучшей организации производственного процесса, сокращения земельной площади, улучшения санитарного и зооветеринарного состояния и снижение эксплуатационных затрат. Зонирование территории производят независимо от размера, производственной структуры, применяемого приема планировки и застройки. Состав зон определяется рядом факторов: производственной структуры комплекса, его размером, типом кормления животных и размещением сооружений по хранения и приготовлению кормов.

В ряде случаев зона вспомогательных зданий и сооружений может объединяться с административно-хозяйственной зоной.

Выгульные дворы располагают с южной стороны построек с нормой площади на голову коровы 15 м2, если площадь не имеет твердого покрытия и 8 м2 - с твердым покрытием. Для телят норма площади для выгульных площадок 5 м2 на одну голову.

1.2 Расчет площади фермы и количества основных животноводческих помещений

Определим примерную структуру стада для МТФ. Проектируемая ферма имеет 2-ю специализацию, структура стада для нее представлена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Примерная структура стада

Вид животных	Количество животных
	%	гол.
Коровы	70	800
Нетели	11	126
Телята старше года	15	171
Молодняк до года	4	46
Итого:	100	1143

Размер участка определим исходя из норм площади, отведенной на одно животное, и количество животных по формуле:



, (1.1)

Где Fуч - площадь участка под ферму, м2;

m - количество голов на ферме;

f - норма площади на одну голову (для 2-ой специализации норма площади составляет 82,1 м2 на одну корову [1].

Fуч = 65680 м2.

Придадим территории фермы форму прямоугольника с соотношением сторон 1:1,5, т. е. 210х315 м.

Определим количество необходимых животноводческих построек для размещения различного вида поголовья по формуле:

, шт., (1.2)

Где m - количество животных одного вида, гол;

mп - вместимость животноводческого помещения, гол.

Виды и количество животноводческих построек представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 Виды животноводческих построек

Помещение	Вид животных	№ проекта	Вместимость, голов	Кол-во	Размеры, м
					длина	ширина
Коровник	Коровы	801-99	200	4	72	18
Коровник	Коровы	801-69	100	2	72	12
Коровник	Нетели	801-69	100	0	72	12
Телятник + родильное отделение	Телята старше года	801-115	228	1	60	18
Помещение для молодняка	Молодняк до года	801-197	130	1	30	18

Возле каждого коровника располагаются выгульные площадки без твердого покрытия (норма площади 15 м2/гол) или с твердым покрытием (норма площади 8 м2/гол). Норма площади выгульной площадки около телятника 5 м2/гол. Площади выгульных площадок для всех животноводческих построек представлены в таблице 1.3.

Определим число доильных установок по формуле:

, шт., (1.3)

Где М _ количество доящихся коров, гол;

Qпр _ пропускная способность доильной установки, гол/ч;

Т _ время доения всех коров, ч.

Таблица 1.3 Площади выгульных площадок

Помещение	№ проекта	Вместимость, голов	Кол-во	Вид покрытия	Норма площади, м2/гол.	Площадь площадки, м2
Коровник	801-99	200	4	с твердым покрытием	8	1600
Коровник	801-69	100	2	с твердым покрытием	8	800
Коровник	801-69	100	0	с твердым покрытием	8	800
Телятник + родильное отделение	801-115	228	1	_	5	1140
Помещение для молодняка	801-197	130	1	_	5	650

Для доения коров будем использовать доильные установку АДМ-8 с молокопроводом для доения коров в стойлах. Технические характеристики данных доильных установок представлены в таблице 1.4. Количество доильных установок для каждого коровника представлено в таблице 1.5.

Максимальный суточный удой молока Мmax.сут., составляет:

, (1.4)

где Мгод - общее годовое количество молока на ферме, кг;

Кн - коэффициент неравномерности удоя в течении года, Кн = 1,2…1,5.

, (1.5)

где П - продуктивность одной коровы, кг/год;

mк - количество дойных коров на ферме, голов.

Таблица 1.4 Технические характеристики доильных установок

Показатель	АДМ-8-100	АДМ-8-200
Обслуживаемое поголовье	100	200
Число дояров	2	4
Пропускная способность, коров в час:
установки	50	100
дояра	25	25
Доильный аппарат:
марка	АДУ-1	АДУ-1
тип	двухтактный	двухтактный
количество, шт	6	12
Установленная мощность, кВт	4,8	8,8

Таблица 1.5 Расчет количества доильных установок

Помещение	№ проекта	Вместимость, голов	Кол-во	Марка установки	Кол-во в коровнике, шт.	Всего, шт.
Коровник	801-99	200	4	АДМ-8-200	1	4
Коровник	801-69	100	2	АДМ-8-100	1	2
Коровник	801-69	100	0	АДМ-8-100	1	0



Значения mк и П берутся из исходных данных на курсовой проект.

mк = 800 голов, П = 4500 кг/год, тогда Мгод = 3600000 кг/год,

Мmax.сут = 13808 кг/сут. Выбор молочных блоков для данной фермы представлен в таблице 1.6.

Для приготовления кормов используется кормоцех Проект 1 № 801-131 длиной 12 м и шириной 12 м.

Таблица 1.6 Выбор молочных блоков

№ типового проекта	Производительность, кг/сут.	Кол-во, шт.	Общая производительность, кг/сут.	Длина, м	Ширина, м
801-125	6000	1	6000	48	12
801-125	6000	1	6000	48	12
		Итого:	12000

1.2 Расчет годового запаса кормов и количества хранилищ

Количество и размеры хранилищ кормов определим исходя из наличия поголовья животных и кормовых рационов.

Годовой запас силоса, сенажа, корнеклубнеплодов и грубых кормов определим по формуле:

, т, (1.6)

Где q _ суточная норма каждого вида корма на одну голову, кг;

m _ количество животных; K - коэффициент, учитывающий потери кормов при хранении (для силоса и сенажа К=1,1; для концкормов К=1,01; для корнеплодов К=1,03). Запас концентрированных кормов на ферме должен составлять 16% потребного количества и определяется по формуле:



, т, (1.7)

Где qк - суточная норма концентрированных кормов на одну голову, кг.

Объем хранилища для годового запаса корма определяется по формуле:

, м3, (1.8)

где _ объемная масса, т/м3.

Количество хранилищ определим исходя из их объема по формуле:

, шт, (1.9)

где Vх - объем хранилища, м3;

Ширину траншеи для хранения силоса, сенажа и корнеклубнеплодов примем равной 14 м, глубину - 3 м, наибольшую длину - 80 м.

Ширину скирды для хранения грубых кормов примем равной 8 м, высоту - 7 м, длину - 60 м. Для хранения концентрированных кормов будем использовать склад емкостью 1170 м3. В этом же складе будем хранить поваренную соль и другие минеральные добавки.

1.3 Расчет навозохранилища

Площадь навозохранилища рассчитаем по формуле:

, м2, (1.10)



где qн - масса навоза получаемого на ферме в сутки, кг;

Dхр - продолжительность хранения навоза в навозохранилище, суток (Dхр=120 суток);

h - высота укладки навоза, м (h = 1,5 - 2,5 м);

объемная масса навоза, кг/м3 800 - 1010 кг/м3).

Массу навоза от одного вида животных определим по формуле:

, кг, (1.11)

где m - число животных одного вида, гол.;

qк, qм, qп - масса соответственно кала, мочи и подстилки на одно животное в сутки, кг/сутки.

По формуле (1.10) определим площадь навозохранилища. F = 2759 м2.

Размеры навозохранилища 55х55 м.

Кроме рассчитанных строений, на план фермы находятся водонапорная башня (R = 2,5 м), автовесы (6х6 м), трансформаторная подстанция (3х3 м), котельная (15х18 м), гараж с навесом (18х21 м). Главный въезд на территорию фермы оборудуется дизбарьером.

Определим коэффициент застройки по формуле:

, (1.12)

Где Fз - площадь, занятая на комплексе или ферме под застройку, м2, (Fз = 32382 м2)

Fо - общая площадь фермы, м2, (Fо = 65680 м2).

Кз = 0,49

По формуле (1.13) определим коэффициент использования участка.



, (1.13)

где Fстр - площадь, занимаемая сооружениями, площадками с твердым покрытием и дорогами, м2, (Fстр 45335 м2).

Ку = 0,69.



2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СХЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМАХ

2.1 Технологические линии приготовления и раздачи кормов

Полноценное и сбалансированное кормление - главное условие повышения продуктивности животных и улучшения их природных качеств. Корм для животных должен быть питательным, чистым, не содержать примесей и веществ, вредных для здоровья или неблагоприятно влияющих на качество животноводческой продукции. Этим требованиям удовлетворяет лишь незначительная часть кормов растительного, животного и минерального происхождения при скармливании их в естественном виде. Большинство кормов скармливают животным после предварительной очистки, измельчения, смешивания, тепловой и химической обработки.

В зависимости от вида корма, условий его приготовления и других факторов, применяются следующие технологические схемы приготовления кормов:

А) грубо стебельное сено и солому в основном приготавливают по следующим схемам: измельчение - дозирование - смешивание;

измельчение - запаривание - дозирование - смешивание;

измельчение - химическая или биологическая обработка - дозирование - смешивание.

Б) корнеклубнеплоды обрабатывают и приготавливают по следующим схемам:

мойка - резка;

мойка - резка - дозирование - смешивание;

мойка - запаривание - разминание - смешивание;

мойка - измельчение - дозирование - дрожжевание - смешивание.

В) комбинированные концентрированные корма приготавливают:

очистка - дробление - дозирование - смешивание;

очистка - дробление - дозирование - дрожжевание - смешивание;

очистка - измельчение - дозирование - смешивание - брикетирование (гранулирование);

очистка - проращивание.

В соответствие со схемой выбирают технологическое оборудование. По приготовлению кормов к скармливанию оно классифицируется: по виду обрабатываемых кормов ( измельчители грубых кормов, корнерезки и т.д.) ; по характеру выполняемых технологических операций ( дробилки, смесители, измельчители, парилки и т.д.) ; по типу рабочего органа ( ситовые сепараторы, молотковые дробилки, шнековые дозаторы и т.д.).

Поточные технологические линии раздачи кормов характеризуются низкими затратами труда и большим качеством раздачи.

2.2 Технологические линии доения и обработки молока

В технологии производства молока большое значение имеет решение вопроса о рациональном способе содержания коров. На молочных фермах и комплексах применяют привязный и беспривязный способы содержания. При этом предусматривается постановка в промышленное стадо животных только с высоким уровнем продуктивности и в наибольшей степени приспособленных к условиям промышленной технологии.

При привязном содержании коров держат в стойлах, оборудованных механическими групповыми устройствами для фиксации. При этом все операции по обслуживанию животных осуществляют на месте, в стойлах. Доят коров там же на доильных установках с переносными ведрами АД - 100А или в молокопровод АДМ - 8 или АДМ - 12. Однако можно применять и доение в доильных залах на установках с коротким молокопроводом. Все операции требуют большое количество затрат ручного труда, поэтому привязный способ содержания непроизводителен.

При беспривязном способе коровы содержатся в боксах. В определенное время коровы сами идут к кормушкам и на дойку. Доение проводят на высокопроизводительных доильных установках типа « Елочка», УДЕ - 8А, УДЕ - 16, « Тандем», УДА - 8, а на крупных промышленных комплексах типа « Карусель», УДА - 100, смонтированных в специальных помещениях, там же коровам дифференцированно, в зависимости от надоя, раздают концентрированные корма. Одна доильная установка по смещенному графику может обслуживать два или три стада.

При комбинированном содержании коров доят на пастбищах и в летних лагерях с помощью передвижных универсальных установок УДС - 100.

Рекомендовано 8 схем, в которых использовано серийно выпускаемое оборудование, подобранное в комплекты для ферм и комплексов с поголовьем от 200 до 2000 коров, и 2 схемы для отдельно стоящих центральных молочных ферм. Во всех схемах на случай эпизоотии животных предусмотрено технологическое оборудование для пастеризации молока - пастеризаторы периодического или непрерывного действия.

Технологическая схема № 1 обработки молока рекомендована для молочных ферм на 100 и 200 коров при доении коров в переносные ведра.

Технологическая схема № 2 отличается от предыдущей тем, что в ней молоко предварительно очищается и охлаждается на очистителе - охладителе ОМ - 1.

Технологическая схема № 3 почти такая же, как схема № 2, с той разницей, что молоко предварительно охлаждается на пластинчатом охладителе, входящем в комплект доильной установки.

Технологическая схема № 4 рекомендована для молочных ферм на 400 коров. Обработка молока по этой схеме осуществляется так же, как и по схеме № 1, только резервуар - охладитель предусмотрен большего размера.

Технологическая схема № 5 также рассчитана для ферм на 400 коров. Она аналогична схеме № 2, но имеет резервуар - охладитель большего объема и дополнительный теплоизолированный резервуар В2 - ОМВ -2.5 для хранения охлажденного молока.

Технологическая схема № 6 применяется при доении в молокопровод для ферм на 400 голов. Она аналогична схеме № 3 и отличается только объемами емкостей для хранения молока.

Технологическая схема № 7 рекомендуется для обработки молока в отдельно стоящей центральной молочной установке ( производительностью 6т/сутки). В соответствии с этой схемой молоко поступает на молочные весы ОМИ - 250М, а затем в молокоприемный бак БМ - 250, из которого молочным насосом 12 - ОПА подается в 2 секции охлаждения автоматизированной пластинчатой пастеризационно-охладительной установки ОПФ - 1, а оттуда в 3 резервуара-термоса В2 - ОМВ-2.5. Пастеризация молока предусмотрена в термосе-установке ОПФ - 1.

Технологическая схема № 8 применяется для обработки молока в центральной молочной установке производительностью 12 и 16 т/сутки. Эта схема аналогична схеме № 7 и отличается лишь оборудованием большой производительности и вместимости.

Технологическая схема № 9 рекомендуется для молочных ферм на 600, 800 и 1200 коров, при доении в молочно-доильном блоке. В ней предусмотрены следующие операции: учет молока групповыми счетчиками МТБ, очистка от механических примесей через фильтр, сбор от доильных установок в общий приемный бак, подача насосом в 2 секции охлаждения автоматизированной установки ОПФ - 1, которую используют для пастеризации молока. Охлажденное молоко кратковременно хранят в резервуарах, не имеющих системы охлаждения.

Технологическая схема № 10 может применяться для ферм на 2000 коров при доении их в специальном помещении. Количество молока здесь учитывается групповыми счетчиками. Молоко очищается от механических примесей фильтром, собирается в приемном баке и насосом подается для охлаждения до +50С в автоматизированную пластинчатую охладительную установку ООТ - М, кратковременно хранится в резервуарах без охлаждения. Пастеризуется молоко в автоматизированной установке ОПУ - 3М, две секции которой могут быть использованы так же и для его пастеризации.

Строительство новых и реконструкция старых ферм и комплексов по производству молока, а также отдельно входящих в состав производственных помещений (коровников, доильных и молочных блоков и т.д.) ведут по типовым проектам, разработанным в соответствии нормативной технологической документацией.

2.3 Технологическая схема удаления навоза из животноводческих помещений

Удаление навоза из производственных помещений - наиболее трудоемкий процесс, составляющий 30 - 50% трудовых затрат по уходу за животными. В соответствии с конкретными условиями применяют следующие технологии удаления и обработки навоза:

- сбор, удаление и внесение в почву твердого подстилочного навоза;

- сбор и удаление жидкого без подстилочного навоза с приготовлением, хранением и внесением в почву твердого компоста, полученного с использованием торфа, резаной соломы, опилок и других компостируемых материалов и минеральных удобрений;

- сбор и удаление без подстилочного навоза с разделением его на твердую и жидкую фракции, с последующим хранением и внесением каждой фракции раздельно. После разделения твердую фракцию используют как обычный твердый навоз на удобрения, а жидкую фракцию подвергают сложной обработке с целью её обеззараживания, дезодорации и осветления.

В общем виде технологический процесс уборки навоза из животноводческих помещений, удаления его к местам обработки и хранения с последующим внесением в почву в качестве удобрения можно разделить на следующие операции:

-доставка и распределение подстилки;

-уборка помещений;

-транспортировка к местам разгрузки и временного хранения;

-обработка навоза с целью приготовления высокоэффективного органического удобрения;

- погрузка и транспортировка навоза в поле и внесение его в почву.

2.4 Микроклимат

Под микроклиматом помещения понимают комплекс действующих факторов внешней среды ограниченного пространства, которые влияют на протекание физиологических процессов в живом организме. На животноводческих фермах применяют вентиляционные установки различных типов. Эффективное средство для создания оптимальных режимов микроклимата в животноводческих помещениях - применение комбинированных систем отопления и механической вентиляции с частичной или полной автоматизацией.

Комплекты оборудования « Климат -2» и «Климат - 3» применяются для автоматического и ручного управления температурно-влажностным режимом в животноводческих помещениях, снабженных теплотой от котельных исполнениях каждый, причем исполнения отличаются типоразмером ( воздухоподачей) приточных вентиляторов и числом вытяжных.

2.5 Технологические схемы водоснабжения

Правильная организация водоснабжения имеет исключительное значение для эффективной работы фермы, так как обеспечивает нормальное выполнение производственно-зоотехнических процессов и противопожарную безопасность, улучшает условия содержания, повышает производительность и культуру труда обслуживающего персонала, продуктивность животных и качество продукции, снижает её себестоимость.

Схема водоснабжения - это технологическая линия, связывающая в той или иной последовательности водопроводные сооружения, предназначенные для добывания, перекачки, улучшения качества и транспортировки воды к пунктам её потребления.

Воду можно подавать потребителям с помощью:

-колодца;

-водонапорной башни;

- и т.д.

Внутренняя распределительная водопроводная сеть выполнена из стальных труб различного диаметра. Схема разводки труб и номенклатура водозаборного оборудования, установленного на внутренней водопроводной сети, зависят от характера технологических процессов, на которые расходуется вода, от вида и поголовья животных и птиц.

2.6 Требования, предъявляемые к питьевой воде

Вода, подаваемая для поения животных и на сельскохозяйственные нужды обслуживающего персонала ферм, должна отвечать требованиям на питьевую воду согласно ГОСТу 2874 - 54. Пригодность воды и санитарное состояние источников водоснабжения определяет ветеринарный врач, осуществляющий в хозяйстве ветеринарный надзор путем взятия проб.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ:

Температура воды поверхностных источников зависит от температуры воздуха и может изменяться в течение года от 0 до 250С. Для поения животных рекомендуется вода, имеющая температуру от 8 до 250С, в зависимости от вида и возраста. Вода низкой температуры вредна для здоровья, а более высокой - не утоляет жажду.

Цвет воды характеризуется в основном присутствием в ней гуминовых веществ и измеряется в градусах. Один градус этой шкалы соответствует цвету 1 л. Воды, окрашенной 1 мг. порошка платины. По нормам качества цвет питьевой воды должен быть не более 20.

Мутность воды определяется содержанием в воде взвешенных частиц органических и минеральных веществ и выражается в мг/л. Мутность питьевой воды должна быть не более 2 мг/л.

Привкусы и запахи качества питьевой воды не должны превышать 2 баллов по норме.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ:

Активная реакция рН показывает степень окисляемости или щелочности воды и характеризуется концентрацией водородных ионов, выраженной в граммах на 1л. Раствора. рН = 6.5 - 9.5

Жесткость не должна превышать 7мг*экв/л.

Окисляемость в хорошей питьевой воде 2.5 мг/л

Степень бактериологической загрязненности. В питьевой воде количество кишечной палочки в 1 л. воды не должно превышать 3. Титр кишечной палочки должен быть не менее 300.

Исходя из требуемого качества и количества воды выбирают артезианский (скважинный) источник водоснабжения.

корм водонапорный питьевой насосный



3. РАСЧЕТ ЛИНИИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Перед расчетом линии водоснабжения составляем схему трассы, на которую наносим насосную станцию, напорно-регулирующее сооружение, потребителей.

В данной курсовой работе рассматривается наиболее характерный тип водопровода в сельской местности с забором воды из буровых скважин. Водоподъемное оборудование установлено непосредственно в скважинах. Водонапорная башня размещена на возвышенной части. Распределительная сеть проложена так, чтобы охватить наибольшее количество водопотребителей при наименьшей длине трубопровода.

Принятая для расчета в данной курсовой работе распределительная сеть является кольцевой.

3.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУТОЧНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ

Количество воды, которое должно подаваться на ферму, определяют по формуле:

Qср.сут = q1 n1 + q2 n2 + q3 n3 + … qm nm

Где Qср.сут - среднесуточный расход воды, л/сутки;

q1 q2 q3 qm - суточная норма потребления воды отдельными потребителями, л/сутки;

Данные берем из таблицы 22 учебно-методического пособия. Для коров и нетелей в сутки необходимо 80-115 л воды, берем 110 л. Для молодняка требуется 20-35 л, берем 25 л. На один литр молока в сутки надо 4-7 л воды. На душ 40 литров на человека.

n1 n2 n3 nm - количество потребителей разного вида

q1=q*n1 =110*800=88000 для коров

q2=q*n2 =110*126=13860 для нетелей

q3=q*n3 =25*171=4275 для молодняка старше года

q4=q*n4 =25*46=1150 для телят до года

q5=q*n5 =5*11803=59015 для молока

n=Qгод/T*n

где Qгод - годовой удой от одной коровы;

Qгод = 4500кг/год по заданию;

Т - время лактации ( принимается 305 дней)

n5 = 4500/305*800=11803 л/сутки молока от всего поголовья коров

Итого: Qср.сут = 88000+13860+4275+1150+59015= 166300 л/сутки

Количество воды на обслуживание животных:

Qобс = 0.3*Qжив

Где Qобс - расход воды на обслуживание, л/сутки

Qжив - расход воды на поение животных, л/сутки

Qжив = 88000+13860+4275+1150=107285

Тогда: Qобс= 0.3*107285= 32185.5 л/сутки

Количество воды на нужды обслуживающего персонала определяется по формуле:

Qпер=K*qпер

Где К - количество обслуживающего персонала на ферме, принимается из средней нормы нагрузки на 1 человека

K=N/P



Где N - поголовье на ферме; ? N = 1143

Р - средняя нагрузка на ферме с учетом всех лиц ( Р=13-18голов)

K=1143/15=76

qпер=суточная норма водопотребления для обслуживающего персонала ( принять 50 - 60л/сутки)

Qпер=76*50=3800л/сутки

Таким образом суточное водопотребление составит:

Qсут=Qср.сут + Qобс + Qпер

Qсут=166300+32186+3800=202286 л

Найденное количество суточного потребления воды необходимо, т.к. в зависимости от времени года ( лето, зима), времени суток (день, ночь) потребление воды различно.

Определяем максимальный суточный расход воды на ферме по формуле:

Qмах.сут =Qсут + aсут

Где асут - коэффициент суточной неравномерности равный 1.3

Qмах.сут =202286*1.3=262971.8 л/сутки

3.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВЫХ И СЕКУНДНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ

Водопотребление на ферме определяется не сколько автопоением, сколько расходами воды на другие операции. Чем совершеннее уровень механизации и организации в хозяйстве, чем выше ветеринарно-гигиенические требования, тем больший разброс имеют эти расходы во времени и тем сильнее сглаживается график почасового распределения суточного расхода.

При расчетах распределительной сети и напорного резервуара используется значение часового расхода воды, который определяется по формуле:

Qмах.час = ( Qмах.сут/24 )* a ч, л/ч

Где а - коэффициент часовой неравномерности равный 2.5

Qмах.час=( 262971.8/24)*2.5=27392.8 л/ч

Секундный расход воды определяется из выражения:

Qсек=Qмах.час/3600, л/с

Qсек= 27392.8/3600=7.6 л/с

Анализ расхода воды на фермах показывает, что большее влияние на почасовое распределение суточного расхода воды оказывает принятый порядок кормления и его кратность.

Число пиков водозабора связано с числом выдачи кормов животным. При трех разовом кормлении наблюдается три пика, при двухразовом - два. Повышение водозабора наблюдается во время кормления и после него.

3.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО НАПОРА ВОДЫ В СЕТИ

Для нормальной работы системы водоснабжения необходимо чтобы суточный расход был равен максимальному суточному расходу воды на ферме:

Qн = Qмах.сут/ tн , л/ч

Где tн - продолжительность работы насоса, ч (принимаем 14)

Qн=262971.8/14=18783.7 = 19 м3

Диаметр основного трубопровода определяется по формуле:

d= v4*Q /?v, м

где d - диаметр трубы,

v - скорость движения воды в трубах, выбирается в зависимости от расхода воды согласно таблице 6.1 учебно-методического пособия

v = 0.75 м/с при Qсек= 7.6 л/с

d= v4*7.6*10-3/ 3.14*0.75= 0.114м

Принимаем, что диаметр трубы равен 150мм.

Для того, чтобы вода, забираемая из скважины дошла до потребителей, расположенных на той или иной высоте местности, необходимо создавать определенный напор воды в сети. Одним из основных параметров, определяющих работоспособность системы, является высота водонапорной башни Нб, которую вычисляют по формуле:

Нб = Нсв+ ?h - ( Zб - Z), м

Где Нсв - свободный напор в сети равный 5 - 10м (примем равный 6м);

?h - потери напора при движении от башни до потребителя, равный 5 - 10м (примем равный 6м);

Zб - высота отметки башни от земли, равная 10 - 15м (принимаем 12м);

Z - высота здания по виду фермы равная 8м

Нб = 6+5 - (12 - 8) = 7м

Находим тот напор, который должен развивать насос для обеспечения необходимой подачи воды:

Н = (Нскв + Нб) * 1.25, м



Где Нскв - расстояние от поверхности земли до уровня воды в скважинах, принимается для ЦЧЗ РФ 25 - 30м

Н = (25+7)*1.25 = 40

По величине Qн=19 и H=40 выбираем по рабочим характеристикам тип и марку насоса таблица 23 учебно-методического пособия.

Потребительная мощность двигателя для привода насоса определяется по формуле:

N = Qн*?*H*K3*q/?н*?n, Вт

Где Qн -подача насоса, м/с

Qн = 19/3600=0.0053м

? - плотность воды, кг/м3

K3 - коэффициент запаса мощности, К3 = 1.1 - 2.0

q - ускорение свободного падения ( 9.81м/с2)

?н - КПД насоса согласно технической характеристики, принимается равным 0.4-0.6

? - КПД передачи от двигателя к насосу при непосредственном соединении валов, равен 1

Марка или тип насоса	Напор, м	Мощность эл. двигателя, кВт	Внутренний диаметр обводной трубы, мм
ЭПЛ - 6 -18*10	12 - 21	9.8	150

N=0.0053*1000*40*1.5*9.81/0.4*1=7798.95Вт = 7.8 кВт

Полученное значение мощности почти совпадает с мощностью выбранного нами насоса, что говорит о правильности проведенных расчетов и выборе насоса.



3.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ БАКА ВОДОНАПОРНОЙ БАШНИ

Емкость бака водонапорной башни зависит от величины суточного расхода воды на ферме, характера расходования её по часам суток и режима работы насосной станции

Для определения емкости бака на основании расчетных данных строим часовой и интегральный график потребления воды.

Часы суток	Часовое потр. от суток, %	Часы суток	Часовое потр. от суток, %
0 - 1	0.25	12 - 13	8.60
1 - 2	0.50	13 - 14	8.00
2 - 3	0.50	14 - 15	6.00
3 - 4	0.75	15 - 16	6.00
4 - 5	0.75	16 - 17	3.50
5 - 6	3.75	17 - 18	3.50
6 - 7	6.00	18 - 19	6.00
7 - 8	6.50	19 - 20	6.00
8 - 9	3.25	20 - 21	6.00
9 - 10	3.60	21 - 22	3.00
10 - 11	6.00	22 - 23	2.00
11 - 12	8.50	23 - 24	1.00

Определим производительность насосной станции:

Wн = Qмах.сут /tн , л

где tн - продолжительность работы насосной станции, ч

Время работы насосной станции принимаем 14ч, т.е работает с 6 до 20 ч.

Wн = 262971.8/ 14 = 18784 л

По интегральному графику находим два наибольших отклонения dmax и dmin между кривыми расходования и подачи воды насосной станцией. По полученным данным рассчитываем объем резервуара для запаса воды по формуле:

Vp = Qmax.сут( dmax + dmin + 2.5) / 1000

Где 2.5% - добавочная емкость резервуара на случай аварии

dmax = 12% и dmin = 6.5 %

Vр = 262971.8(12+6.5+2.5) / 1000 = 5522.4 = 55м3

Принимаем из таблицы 24.2 учебно- методического пособия водонапорную башню типового проекта ВР - 50У с технической характеристикой :

Емкость бака, м3 - 50

Резервная вместимость воды в опоре, м3 - 54

Высота бака до дна, м - 18

Материал: сталь

3.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРОВ ТРУБ.

Для расчета диаметров трубопровода водопроводной сети составляем схему ее и определяем максимальное секундное количество воды проходящей через каждый участок трубопроводной сети по формуле:

Qмах.с= Qmax.ч / 3600

Где Qmax.с - максимальное секундное количество воды, проходящее через i-й участок водопроводной сети, м3/с.

Диаметр трубопровода i-го участка сети определяют по формуле:

di = v 4Qmax.с/??

где ? - скорость воды в трубопроводе ( внутренние магистрали - 1.5 м/с; ответвления - 2 м/с.

В заключение выбираем тип автопоилок и определяем их количество:

n = N/K

где N - количество животных на ферме;

K - коэффициент, показывающий, на какое количество животных рассчитана данная поилка.

Одна поилка А 2 - 1 обслуживает двух животных и устанавливается в станках по схеме 1*2, т.е. одна автопоилка на двух животных.

n = 217/2 = 108.5 = 109 поилки (для телят до года и молодняка)

Одна поилка А 10 - 1 обслуживает 10 животных и устанавливается в станках по схеме 1*10, т.е одна автопоилка на десять животных.

n = 926/10=92.6 = 93 поилки (для коров и нетелей)

109+93 = 202 поилки на всех животных



4. РАСЧЕТ ПАСТБИЩНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Радиус водопоя принять : для КРС - 3-4 км

для лошадей - 4-5км

для овец - 2.5- 4км

для свиней - 1-2км

При проектировании и расчете водопойных пунктов и их оборудования определяем необходимую величину максимального суточного расхода воды для животных на одно поение, а также величину максимального часового расхода

Максимальный суточный расход равен:

Qмах.сут = q*m*a,

Где q - норма водопотребления на одно животное, л /сутки

m - количество животных в стаде

a - коэффициент суточной неравномерности ( а=1.3 летом)

Для коров и нетелей

Qмах.сут = 100*926*1.3= 120380 л/сут

Для молодняка

Qmax.сут = 25*217*1.3=7052.5 л/сут

Расход воды на разовое поение стада равен

Qраз=Qмах.сут/n

Где n - число поений животных в сутки ( n=2-3; для молочных коров - n =3-4)

Для коров и нетелей

Qраз= 120380/3=40127

Для молодняка

Qраз = 7052.5/3 = 2351

Максимальный часовой расход воды в водонапорном пункте должен быть равным:

Qmax.ч =Qраз/Т, л/ч

Где Т - время поения стада, ч; принять в расчетах равным 0.5 - 1 ч

Для коров и нетелей

Qmax.ч= 40127/1= 40127 (л/ч)

Для молодняка

Qmaxч. = 2351/0.5 =4702 (л/ч)

Объем бака на водонапойном пункте должен быть равным

W = m*q/1000n (m) м3

Где m - число голов

q - норма водопотребления на одно животное, л/сутки;

n - число поений в сутки.

Для коров и нетелей

W = 926*100/3*1000 = 31м3

Для молодняка

W = 217*100/3*1000 = 72.3м3

Общая длина корыт на водопойном пункте может быть определена из уравнения:

L = m*l/ T/t

Где m - число животных в стаде;

l - длина участка корыта на одну голову, м;

Т - время поения стада, мин;

t - продолжительность поения группы животных, мин;

t - 7 мин для КРС;

l - 0.5-0.75 для КРС

Для коров и нетелей:

L = 926*0.75/30/7 = 162.3

Для молодняка

L = 217*0.5/60/7 = 12.66



5. ПРОТИВОПОЖАРНОЕ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ

Противопожарный провод на проектируемой молочно-товарной ферме объединен с хозяйственно питьевым водопроводом. Основным требованием, предъявляемым к противопожарному водопроводу, является обеспечение в любое время года и часа суток быстрой и бесперебойной подачи воды к месту возникновения пожара в достаточном количестве и с необходимым напором. На проектируемой ферме создан хозяйственно-пожарный водопровод низкого давления со свободным напором в любой точке сети не менее 10 м водного столба. Высокое давление воды, необходимое для тушения пожара, создается при помощи передвижных пожарных насосов, которые присоединяют к пожарным гидрантам, установленным на наружной водопроводной сети. Расчетная продолжительность пожара принимается равной 3 часам. В течении всего этого времени обеспечена подача необходимого количества воды. По действующим правилам противопожарный водопровод должен быть рассчитан в предложении, что пожар происходит в часы максимального потребления воды и в наиболее возвышенных и удаленных от источников питания точках территории, обслуживаемых водопроводом. Расход воды на наружное тушение пожара устанавливается, согласно нормам ( СНиП), в зависимости от категории производства по пожарной опасности, степени огнестойкости зданий и их объема. Хранение противопожарного запаса воды предусматривается в баке водонапорной башни. Согласно выше произведенным расчетам для проектируемой фермы предусмотрен бак водонапорной башни емкостью 38 м/сутки. Нами же из таблицы 24 выбрана водонапорная башня с емкостью бака 1- 100 м3 и 2 - 54м3 в связи с отсутствием бака емкостью 38м/сутки.

Следовательно, создан запас воды 1-й - 62м3 и 2-й - 16м3 для противопожарного использования. Недостающее количество воды для тушения пожара предполагается получить от немедленного включения насосов насосной станции на полную мощность.

Можно создать для целей пожаротушения резервуары с достаточным запасом воды, размещенные на территории фермы (как наземные, так и подземные), но это мероприятие будет стоить на 10-20% дороже, чем хранить запас воды в водонапорной башне.



6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ НА НАСОСНЫХ СТАНЦИЯХ

Основные требования по технике безопасности на насосных станциях сводятся к следующему:

-перед пуском в ход насосный агрегат надо удостовериться в исправном состоянии двигателя, насоса, всех их частей.

-все движущиеся и вращающиеся части агрегата (двигателя и насоса) должны быть ограждены специальными съемными кожухами.

-освещение насосных помещений допускается переносными лампами низкого напряжения (12В) с безопасным обслуживанием агрегата.

-персонал, связанный с электрохозяйством насосной станции, должен знать и выполнять « Правила безопасности пи эксплуатации электрических устройств, станции и подстанции», утвержденных Министерством электростанций России.

На канализационных насосных станциях, кроме перечисленных, должны выполняться следующие требования:

- очистка колес руками запрещается;

-рабочие должны быть в спецодежде;

- и т.д.

Особые меры техники безопасности должны быть приняты при обслуживании приемного резервуара, т.к. вместе со сточными водами в него могут попадать и горючие вещества ( нефть, бензин), а так же метан, сероводород и светильный газ. Пары воспламеняющихся жидкостей и газ, соединяясь с воздухом, образуют взрывчатые вещества. Для предотвращения этого устанавливают вентиляцию с пятикратным часовым обменом воздуха. Применение открытых источников света, зажигание спичек и курение в приемном резервуаре запрещается.

Количество обслуживающего персонала насосных станций зависит от количества агрегатов, их мощности и напряжения проводимого тока.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одним из важнейших факторов, обеспечивающего выполнение комплексной программы развития сельского хозяйства и способствующих сближению культурно-бытовых условий жизни города и деревни, является создание системы гарантированного водоснабжения сельских населенных пунктов, животноводческих ферм с большими массивами орошаемых земель и культурных пастбищ, сельских предприятий по производству мяса, молока, яиц и шерсти. Возникновение крупных фермерских хозяйств в стране и возрождение прежних колхозов на новой правовой основе изменил характер водопотребления не только качественно, но и количественно.

Водоснабжение сельскохозяйственных предприятий является одним из основных технологических процессов, который определяет работу предприятия. Перерывы в подаче воды приносят большие убытки за счет снижения надоев молока, его качества и т.п. Поэтому требования к системам водоснабжения животноводческих ферм должны быть ниже, чем к водоснабжению промышленных предприятий. Последние годы в сельскохозяйственном водоснабжении стали применять новые схемы, называемые прямоточными. Их особенность заключается в отсутствии, каких-либо напорно-регулирующих сооружений; вода из источника или промежуточного резервуара подается насосной станцией непосредственно в водопроводную сеть, подводящую воду к потребителям. Согласование подачи воды насосной станции с расходом воды потребителям осуществляется автоматически при помощи датчиков, реагирующих на изменение расхода по трубопроводам, и напора водопроводной сети. Одним из эффективных способов обеспечения надежности работы систем является резервирование, позволяющее, не прекращая подачи воды потребителям, проводить техническое обслуживание и ремонты оборудования и водопроводных сооружений. В сельскохозяйственном водоснабжении применяется раздельное резервирование: постоянное и периодическое.

Список используемой литературы

1. Барбицкий А.П и другие - методические указания по проектированию комплексной механизации производственных процессов в животноводстве - Воронеж, СХИ, 1992г.

2. Карташов Л. П. и другие - Механизация, электрификация и автоматизация животноводства - Москва, Колос 1997г

Размещено на Allbest.ur