802

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова»

Н.В. Трутнев, И.П. Машкарева, М.А. Трутнев

Водоснабжение, поение животных, микроклимат на фермах и стрижка овец

Учебное пособие

Под редакцией Н.В. Трутнева

Пермь ИПЦ «Прокростъ»

2017

УДК 631.3 ББК 40.715

Т-794

Рецензенты:

Б.Н. Щеткин – д-р техн. наук, доцент, профессор кафедры естественнонаучных дисциплин ПНИПУ, чл. корр. РАЕ;

Р.Ф. Курбанов – д-р техн. наук, профессор, декан инженерного факультета ФГБОУ ВО Вятская ГСХА.

Т794 Трутнев, Н.В. Водоснабжение, поение животных, микроклимат на фермах и стрижка овец : учеб. пособие / Н.В. Трутнев, И.П. Машкарева, М.А. Трутнев; под ред. Н.В. Трутнева; М-во с.-х. РФ; федеральное гос. бюджетное образов. учреждение высшего образов. «Пермская государственная с.-х. акад. имени акад. Д. Н. Прянишникова». – Пермь : ИПЦ «Прокростъ», 2017.– 116 с.

ISBN 978-5-94279-354-8

Рассмотрены вопросы водоснабжения, поения животных, микроклимата на фермах и стрижки овец, а также энергосберегающие технологии по данным направлениям. Учебное пособие предназначено для студентов направлений подготовки 35.03.06 Агроинженерия, 23.03.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов, 20.03.01 Техносферная безопасность и специальности 23.05.01 Наземные транспортнотехнологические средства.

УДК 631.3 ББК 40.715

Печатается по решению методического совета Пермской государственной сельскохозяйственной академии имени академика Д.Н. Прянишникова. Протокол № 7 от 19 июня 2017 года.

Учебное издание

Трутнев Николай Васильевич, Машкарева Ираида Прокопьевна, Трутнев Михаил Алексеевич

Водоснабжение, поение животных, микроклимат на фермах и стрижка овец

Учебное пособие Подписано в печать 28.06. 2017. Формат 60×84 1/16.

Усл. печ. л.7,25. Тираж 50 экз. Заказ № 89

ИПЦ «Прокростъ»

Пермской государственной сельскохозяйственной академии имени академика Д.Н. Прянишникова,

614090, Россия, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23 тел. (342) 210-35-34

2

5.3Энергосберегающая система горячего паро- и водообеспечения

3

ВВЕДЕНИЕ

Основная задача агропромышленного комплекса на современном этапе в связи с санкциями Запада – это увеличение производства конкурентоспособной продукции путем технического перевооружения сельскохозяйственного производства, внедрение автоматизированных, роторноконвейерных поточно-технологических линий и роботизированных комплексов; комплексная механизация производства

иширокое использование ЭВМ в управлении технологическими процессами и оборудованием.

Вотличие от земледелия, где работа имеет сезонный характер, машины и оборудование в животноводстве эксплуатируются в течение всего года. Поэтому частичная остановка их по причине поломок оборудования и перерыв в электроснабжении негативно сказывается на физиологических функциях животных, нарушение которых приводит к снижению их продуктивности. Следствием этих явлений является повышение себестоимости животноводческой товарной продукции и снижение рентабельности сельскохозяйственных предприятий.

Поэтому освоение студентами инженерных факультетов основ сельскохозяйственного производства на базе современных технологий и технических средств является одним из важнейших этапов теоретического курса в деле подготовки специалистов для села. Эти вопросы заложены в учебном пособии и рассматриваются по курсу механизации животноводческих ферм. В данном учебном пособии студенты знакомятся с рядом вопросов в области механизации животноводства, в том числе – водоснабжения, микроклимата на фермах, поения животных и стрижки овец.

С учетом вышеизложенного в образовательных программах студентов направлений 35.03.06 Агроинженерия, 23.03.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин

икомплексов, 20.03.01 Техносферная безопасность и специальности 23.05.01 Наземные транспортно-технологические средства предусмотрены дисциплины «Машины и оборудование в животноводстве», «Механизация животноводческих ферм» и «Процессы и оборудование в животноводстве» .

4

Цель дисциплин – формирование у студентов системы знаний о современных технологиях производства продукции животноводства и комплексной механизации основных производственных процессов в животноводстве.

Задачи дисциплин:

-ознакомление студентов с современными достижениями науки и техники в области технологии и механизации животноводства;

-привитие студентам умения самостоятельного освоения прогрессивных технологий и технических средств;

-формирование умения и навыков практического высокоэффективного использования техники и генетического потенциала животных;

-формирование умения и навыков проектирования, расчета аппаратов и выбора машин и оборудования для ферм и комплексов.

Учитывая возможные трудности в понимании конструкций узлов и механизмов, машин и установок, в учебном пособии представлены главным образом их технологические или принципиальные схемы.

Учебное пособие способствует формированию профессиональных компетенций у соответствующих направлений подготовки для направления 35.03.06 Агроинженерия:

ПК-2 – готовности к участию в проведении исследований рабочих и технологических процессов машин;

ПК-8 – готовности к профессиональной эксплуатации машин и технологического оборудования и электроустановок;

ПК-10 – способности использовать современные методы монтажа, наладки машин и установок, поддержания режимов работы электрифицированных и автоматизированных технологических процессов, непосредственно связанных с биологическими объектами.

Для направления 23.03.03 Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов:

ПК-3 – способность разрабатывать техническую документацию и методические материалы, предложения и мероприятия по осуществлению технологических процессов экс-

5

плуатации, ремонта и сервисного обслуживания транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования различного назначения, их агрегатов, систем и элементов;

ПК-18–способность к анализу передового научнотехнического опыта и тенденций развития технологий эксплуатации транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования.

Для направления 20.03.01 Техносферная безопасность:

ПК-10 – способность использовать знание организационных основ безопасности различных производственных процессов в чрезвычайных ситуациях;

ПК-16 – способность анализировать механизмы воздействия опасностей на человека, определять характер взаимодействия организма человека с опасностями среды обитания с учетом специфики механизма токсического действия вредных веществ, энергетического воздействия и комбинированного действия вредных факторов;

ПК-18– готовность осуществлять проверки безопасного состояния объектов различного назначения, участвовать в экспертизах их безопасности, регламентированных действующим законодательством Российской Федерации;

ПК-19 – способность ориентироваться в основных проблемах техносферной безопасности.

Для специальности 23.05.01 Наземные транспортнотехнологические средства:

ПК-10 – способность анализировать состояние и перспективы развития наземных транспортно-технологических средств, их технологического оборудования и комплексов на их базе;

ПК-14 – способность разрабатывать конкретные варианты решения проблем производства, модернизации и ремонта наземных транспортно-технологических средств, проводить анализ этих вариантов, осуществлять прогнозирование последствий, находить компромиссные решения в условиях многокритериальности и неопределенности;

ПСК-3.1 – способность анализировать состояние и перспективы развития технических средств агропромышленного

6

комплекса (АПК) и комплексов на их базе;ПСК-3.3 – способность, используя теоретические

положения и знание конструкций технических средств АПК, проводить системный анализ и структурно-параметрический синтез технических систем

Врезультате освоения дисциплины обучаемый студент

всоответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом должен

знать:

- состояние и направление развития научнотехнического прогресса в области животноводства;

- технологии производства, обработки и частичной переработки продукции животноводства;

- высокоэффективные технологии производства и приготовления грубых и сочных кормов и факторы, влияющие на их качество;

- современные машины и оборудование для комплексной механизации технологических процессов в животноводстве;

- особенности механизации производственных процессов в фермерских (крестьянских) хозяйствах;

- устройство, рабочий процесс, основы эксплуатации средств механизации в животноводстве;

уметь:

- применять прогрессивные технологии производства продукции животноводства;

- использовать прогрессивные способы и приемы механизации производственных процессов в животноводстве;

- проектировать производственно-технологические линии и подбирать комплекты машин и оборудования;

- решать задачи, связанные с технологическим расчетом и выбором машин и оборудования для производства продукции животноводства;

- рационально использовать материальные и энергосберегающие технические средства;

владеть навыками:

- по разработке, сборке, монтажу, регулировке и пуску в эксплуатацию аппаратов, машин и оборудования для животноводства.

7

1. ВОДОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И УСТАНОВКИ

1.1 Основные термины и виды насосов

Насос – это гидромашина, которая преобразует энергию приводящего двигателя в энергию потока жидкости.

Согласно ГОСТ ISO 17769-1-2014 все многообразие насосов по принципу действия делится на два вида: объемные и динамические.

Объемными называют насосы, в которых жидкость перемещается путем периодического изменения объема камеры, попеременно сообщающейся с входом и выходом насоса.

Динамическими называют насосы, в которых жидкость под воздействием гидродинамических сил перемещается в камере ( незамкнутом объеме), постоянно сообщающейся с входом и выходом насоса.

Динамические насосы подразделяют на три вида: лопастные, насосы трения и инерции. Основной разновидностью лопастных насосов являются центробежные насосы, в которых жидкая среда перемещается через рабочее колесо от центра к периферии.

Часто центробежные насосы поставляют в виде насосного агрегата, то есть насоса и двигателя, соединенных между собой. Кроме того существует понятие насосная установка, то есть насосный агрегат с комплектом оборудования, смонтированного по определенной схеме, обеспечивающей работу насоса в заданных условиях (рис.1.1).

ГОСТ ISO 17769-1-2014 устанавливает и терминологию основных технических показателей насосов и насосных агрегатов.

Основными из них являются:

подача – объем жидкости, подаваемый насосом в единицу времени, м3/с или м3/ч;

напор – удельная энергия, определяемая в метрах столба подаваемой жидкости, м ст. ж.

На действующей установке (рис.1.1) напор равен:

8

где – соответственно показания вакуумметра и манометра, пересчитанные на высоту подъема перекачиваемой жидкости;

∆z – разность отметок установки манометра и вакуумметра;

– соответственно скорости движения жидкости в нагнетательном и всасывающем трубопроводе, м/c;

– ускорение свободного падения, м/c2.

Для вновь проектируемой насосной установки напор рассчитывают по формуле:

∑ , (1.2)

где hr – геометрическая высота подъема, м (рис.1.1);

hсв – свободный напор, необходимый в конечном сечении разводящего трубопровода, регламентируемый строительными нормами и правилами (СНиП), м;

рм – избыточное давление в приемном резервуаре, Па. В случае его отсутствия 3-е слагаемое в формуле (2) отсутствует; ∑ – суммарные гидравлические потери по длине и местные сопротивления во всасывающем и напорном трубо-

проводах;

Рисунок 1.1 – Схема насосной установки 1- приемный резервуар; 2 – напорный трубопровод; 3 – фланец; 4 – манометр;

5,10 – задвижка; 6 – насос; 7 – электродвигатель; 8 – обратный клапан с сеткой; 9

– всасывающий трубопровод; 11 – вакуумметр

9

где – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3; H, Q – соответственно напор (м) и подача насоса Q (м3/с);

мощность на валу насоса (насосного агрегата) N, то есть мощность, потребляемая насосом (насосным агрегатом), кВт;

коэффициент полезного действия (ɳ), то есть отношение полезной мощности к мощности на валу:

1.2Центробежный насос: устройство и рабочий процесс

Впрактике сельскохозяйственного водоснабжения ши-

рокое распространение имеют следующие конструкции центробежных насосов:

консольные типа К и КМ, которые предназначены для подъема из поверхностных водоисточников;

глубинные типа ЭЦВ – для водоподъема подземных

вод.

Рисунок 1.2 – Технологическая схема центробежного насоса: 1– нагнетательный трубопровод; 2 – рабочее колесо; 3 – лопасть;

4 – приемный клапан с фильтром; 5 – всасывающая труба; 6 – корпус; 7 – задвижка; 8 – пробка; 9 – вал; 10 – спиральный отвод

10