4.Расчетная часть.

1 группа – живая масса 50кг 235 голов.

2 группа – живая масса 67 кг,250 голов.

3 группа – живая масса 82 кг, 210 голов.

4 группа - живая масса 77 кг, 220 голов

5 группа – живая масса 108 кг, 285 голов.

Расчет выхода навоза и его хранение.

В зависимости от содержания животных и систем уборки навоз бывает твердый, полужидкий, разжиженный, жидкий. Твердый навоз с влажностью 70-80%получают при содержании животных на глубокой подстилке. Полужидкий навоз с влажностью 80-85% при содержании КРС и свиней без подстилки или на подстилке из резаной соломы, опилок или торфа. Разжиженный навоз с влажностью 85-90% состоит из кала и мочи, которые разжижены технологической водой. Жидкий навоз с влажностью 90-95% получают при содержании животных на щелевых полах без подстилки с применением гидросмыва.

С целью надлежащего санитарного состояния территории комплекса и сохранения качества навоза необходимо должное внимание уделять его хранению, площадь навозохранилища рассчитывают по формуле:

F=m*g*n/h*y

Где F- площадь навозохранилища, м²

m- число животных в помещении

g- количество навоза в сутки от одного животного, кг

n- число суток хранения навоза, м

h- высота укладки навоза, м

y-объемная масса навоза, кг/м³

F_свиньи=1200*7.5*230/5,5*400=941м²

Расчет естественной освещенности.

Естественная освещенность помещений зависит от размера помещения, его расположения к частям света, количества и величины окон, их устройства и частоты, погоды и долготы светового дня на данной территории, разрывов между помещениями и другими объектами.

Она выражается следующими величинами: СК, угол падения света и угол отверстия.

Свинарник размером 105*18 м имеет площадь 1890 м². В нем 24 окон размером 1,5*1 м, их площадь (1,5*1)*24=36 м² –10% на рамы=3,6

СК=1890/36-3,6=58,3≈58м²

СК показывает, какая площадь пола приходится на 1м² остекления и выражается отношением 1 к какой-то величине, которая находится делением площади пола на площадь остекления 1890/32,4=58,3. СК приблизительно равно 1:58.

Расчет искусственной освещенности.

Так как естественная освещенность животноводческих помещений практически нерегулируемый параметр, а в зимний стойловый период очень незначительна, то для устранения дефицита света в помещениях для животных используется искусственная освещенность (ИО).

ИО=

ИО= 38*100/1890=2,01Вт/м².

2,01Вт/м²*2,5=5,03лк

Расчет потребности в воде.

В свинарнике используются поплавковые поилки. Для свиней в сутки необходимо 15 л/сутки.

Суточный расход воды определяется по формуле:

Q_сут = q*n

где: q – норма потребления на 1гол/воды, л/сутки;

n – количество животных;

Q_сут для свиней на откорме = 1200*15=18000 л/сутки

Q_год = Q_сут*365

Q_год = 18000*365 = 6570000 л/в год.

Расчет методом интерполяции.

Q=

Где: Q - количество тепла или влаги, выделяемое животными с данной живой массой.

a-количество тепла или влаги выделяемое животными с большей живой массой, взятой для расчета.

b-количество тепла или влаги выделяемое животными с меньшей живой массой.

d-живая масса данного животного, у которого определяют количество выделяемого тепла или влаги, кг.

с1-большая живая масса, взятая для расчета, кг.

с2-меньшая живая масса, взятая для расчета, кг.

Q1=89*235=20915 г/ч

Q2=28237,5 г/ч

Q3=26376 г/ч

Q4=26158 г/ч

Q5=40926 г/ч

Q=Q1+Q2+Q3….Q5.

Q=20915+28237,5+26376+26158+40926= 142612,5г/ч

142612,5-100

Х -10 х=14261,25

К данной сумме добавляем 10% влаги на испарение в помещении 142612,5 г/ч.

Итого Q=142612,5г/ч+14261,25/ч=156873,75 г/ч.

L – часовой объем вентиляции, необходимый для поддержания влажности возуха помещения в пределах велечин (70%);

Q – количество водяных паров, которые выделяют находящиеся в помещении животные за 1ч. К этому количесву добавляется 10 – 15% водяных поров, пступающих в воздух вследствие испарения с влажных поверхностей пола, кормушек, поилок, систем канализации и др. При этом 10% берется при уборке навоза с помощью скребкового транспортера, 25% - самотечно-сплавной системе, 30% - при гидросмыве;

–абсолютная влажность воздуха помещения при относительной влажности воздуха 70%, г/. Для расчета абсолютной влажности по таблице максимального насыщенности воздуха находят, что максимальная влажность воздуха при температуре воздуха +12◦С составляет 10,46 мм рт.ст.

10,46-100

Х -70 х=7,32 мм. рт. ст.

q₂ - при t – 0,2⁰C составляет 4,27 г/м³

Полученные данные подставляем в формулу

L==51434 м³/ч

Определяем кратность объема воздуха:

Kp =

V=V1+V2

гдеV1-кубатура первой части здания = ширина*длина*высота стены = 18*105*3=5670 м³

V2-кубатура второй части здания = (ширина/2)*(высота в коньке - высота стены)*длину = (18/2)*(5,9 – 3)*105=2740,5

V=5670+2740,5=8410,5

Kp = Кр=6,1=6 раз в час должен меняться воздух в помещении.

Объем вентиляции на одно животное (Q1) определяют путем деления часового объема вентиляции(L) на количество находящихся в помещении животных(n):

Q=L/n

Q=51434 /1200=42,9 м³/ч.

Объем вентиляции на 1 ц живой массы (Q2) определяют путем часового объема вентиляции(L) на живую массу находящихся в помещении животных (ц):

Q=L/ц

Q1=50*235=11750 кг

Q2=67*250=16750 кг

Q3=82*210=17220 кг

Q4=77*220=16940 кг

Q5=108*285=30780 кг

Q_ОБЩ=11750+16750+17220+16940+30780=93440кг=934,4ц.

Q=51434 /934,4=55 м³/ч.

Определяем общую площадь сечения вытяжных каналов, обеспечивающий расчетный воздухообмен:

S=

Где: S-искомая площадь сечения вытяжных каналов, м

L-часовой объем вентиляции, м/ч

V-скорость движения воздуха в вентиляционном канале, м/с

t-расчетное время, 1 ч =3600 с

∆t=18-(-0,2)=18,2⁰C

V=1.13 м/с скорость движения воздуха.

S=51434/1.13*3600=12,6 м²

Их количество=12,6/(1.1*1.1)=10 шт.

Общая S сечения приточных каналов составляет 80% от S сечения вытяжных каналов.

12,6 – 100

Х – 80 х=10,08=10,1 м²

Их количество 10,1/(1.1*1.1)=8.3≈8 шт.

Расчет теплового баланса животноводческих помещений.

Тепловой баланс помещения рассчитывают по формуле:

Qж= ∆t (G*0.24+∑KF)+Wзд.

где: Qж- поступление тепла от животных

∆ t-разность между температурой воздуха в помещении и среднемесячной температурой воздуха самого холодного месяца зоны, ^оС

G-количество воздуха, удаляемого из помещения или поступающего в него в течении 1 ч, кг

0.24-количество тела, необходимое для нагрева 1кг воздуха на 1^оС, ккал/кг

K-коэффициент общей площади теплоотдачи через ограждающие конструкции, ккал/м

F-площадь ограждающих конструкций, м²

Wзд-расход тепла на испарение влаги с поверхности пола и других ограждений

Q1=133*235=31255 ккал/ч

Q2=*250=42350 ккал/ч

Q3=185+40698 ккал/ч

Q4= 161+39721 ккал/ч

Q5=206+61263,6 ккал/ч

Q=31255+42350+40698+39721+61263,6=215287,6 ккал/ч

∆t =14-(-7,5)=21,5 С⁰

Ведем расчет теплопотерь на нагревание поступающего в помещение наружного воздуха. Следовательно часовой объем вентиляции составляет L=51434

При температуре воздуха в свинарники 18 градусов и средним барометрическим давлением 755 мм рт. ст., масса воздуха составляет 1,205 кг. Обмен воздуха в 1 ч (по влажности) равен 51434. Отсюда следует, что масса вентиляционного

воздухаG=L*1.205= 51434*1.205=61977,97кг.. Если для нагрева 1 кг воздуха на 1^оС требуется 0,26 ккал/ч, то для нагрева всего воздуха потребуется 61977,97*0,26=16114,3 ккал/ч.

Ведем расчет теплопотерь через ограждающие конструкции, для этого составляем таблицу.

Определение теплопотерь через ограждающие конструкции.

Вид ограждения	Площадь F.м2	К	ΣKF	Методика расчета теплопотерь через ограждающие конструкции
Окна	36	2,5	90	1,5*1*24=36
Двери	7,56	4,0	30,24	2,1*1,8*2=7,56
Ворота	33,6	4,0	134,4	2*2,1*8=33,6
Стены	720,54	0,89	641,3	Наружные
				105*3*2-36-7,56=586,44
				Торцовые
				18*3*2+(18/2)*(5,9-3)*2=108+9*2,9=134,1
				586,44+134,1=720,54
Потолок	1404,5	0,83	1165,7	(5,9-4,2)2+(21/2)2=√113,14= =10,64*2*66=1404,5 м2
Пол по зонам:
1-я зона	492	0,4	196,8	105*2*2+18*2*2=492
2-я зона	460	0,2	92	105-4=101*2*2+(18-4)*2*2=460
3-я зона	428	0,1	42,8	101-4=97*2*2+(14-4)*2*2=428
4-я зона	930	0,06	55,8	(97-4)*10=930
Итого…			2474,64

Необходимо также учесть расположение здания в отношении направления господствующих ветров, сторон света и рельеф местности, так как помещение при этом теряет дополнительно еще 13% тепла от теплопотерь с ограждающих конструкций (стен, ворот, окон):

(90+134,4+641,3)*0.13=112,54 ккал/ч

Следовательно, общий расход тепла, необходимого на нагрев всех ограждающих конструкций коровника, составит 2474,64+112,54=2587,18 ккал/ч.

Далее потери тепла на испарение влаги с поверхности пола, кормушек и ограждающих конструкций (W). Принято считать, что эти теплопотери составляют 10% от общего количества влаги, выделяемого всеми животными. При расчете вентиляции по влажности установлено, что данная величина составляет 14261,25г/ч.

На испарение 1 г влаги затрачивается 0,595 ккал/ч тепла, тогда (W) составит 14261,25 г/ч.*0,595ккал/ч=8485.4 ккал/ч

Суммируем все теплопотери в помещении: на подогрев вентиляционного воздуха, на нагрев ограждающих конструкций, на испарение влаги с ограждающих конструкций:

21.5*(61977,97*0,26+2587,18)+8485.4=410567.7 ккал/ч

Итого: 485373.7 ккал/ч

Следовательно, все поступления тепла составили 215287,6 ккал/ч, а расход 410567.7 ккал/ч. Расчет показывает, что расход тепла превышает теплопоступление на 195280.1 ккал/ч.

410567.7 – 100

195280.1 – х х=48%

100-48=52% дефицит тепла.

Для устранения дефицита тепла в помещении необходимо установить теплогенератор и рассчитать режим его работы. Теплогенератор ТГ-2.5A выделяет в течении 1 часа 250000 ккал.

Следовательно: 250000 - 60 мин

195280.1 - х х=195280.1*60/250000=47 мин

Теплогенератор ТГ-2,5А должен работать в помещении 47 мин/ч.

Расчет ∆t нулевого теплового баланса.

Определение ∆t нулевого теплового баланса животноводческого помещения необходимо для расчета предельно низкой внешней температуры воздуха, при которой еще возможна беспрерывная эксплуатация вентиляции.

∆t нулевого баланса рассчитывают по формуле:

∆t===11.1=11^◦C

Получается: для беспрерывной работы вентиляции, разница между t^о воздуха в помещении и t^о внешнего воздуха не должна превышать 9^оС. Расчет ∆t нулевого баланса животноводческого помещения показал, что для того, чтобы поддерживать температуру воздуха внутри помещения на уровне 9^оС, температура внешнего воздуха не должна опускаться ниже минус 19^оС.