3.4. Механізація водопостачання і напування тварин

Для вибору типу обладнання для водопостачання і автонапування необхідно розрахувати потребу в воді та проекту продуктивність водоприймального обладнання.

Середньодобові витрати води Q_{ср доб} (л) на фермі визначається за формулою (6):

Q_{сер доб} = q₁m₁ + q₂m₂ + . . . + q_mm_m, (6)

де q_m - середньодобова норма споживання води одним споживачем, л;

m_m - кількість тварин у статево-віковій групі (табл.3.1.1).

Максимальні добові витрати води визначаються за формулою (7):

, (7)

де _доб - коефіцієнт добової нерівномірності; _доб - 1,3.

Максимальні годинні витрати води (л/год.) визначаються за формулою (8):

(8)

де _г - коефіцієнт годинної нерівномірності, на фермах з автопоїнням

_г = 2….2,5;

_г = 4,0 без автопоїння.

Секундні витрати води (л/сек.) визначаються за формулою (9):

(9)

Необхідну продуктивність водоприймального обладнання визначають за максимальними витратами води на фермі за формулою (10):

(10)

де Т - тривалість роботи насоса або станції протягом доби, год.

Тривалість роботи насоса або станції (Т) вибирають відповідно з дебітом водопостачальника, враховуючи, що витрата насоса при цьому повинна бути більше або дорівнювати Q_{макс г}, але не повинна перевищувати дебіту джерела. З зменшенням Т підвищується споживча потужність для приводу насоса, збільшується діаметр напірного трубопроводу і ємність резервуара водонапірної вежі, але скорочуються експлуатаційні витрати. Збільшення Т скорочує витрати на будівництво, але експлуатаційні витрати збільшуються. На основі порівняльних техніко-економічних розрахунків час роботи насосної станції приймається рівним 7 або 14 годинам.

За величиною Q_нас вибирають за робочими характеристиками тип і марку насоса. Насосні станції великої потужності будують із двома однаковими насосними агрегатами (насос з електродвигуном), із яких один є резервним.

Розрахункова потужність (Вт) електродвигуна для приводу насоса визначається за формулою (11):

(11)

де Q_нас - об'ємна витрата води (подача насоса), м /сек.;

- щільність води, кг/м ;

Н - повний тиск насоса, м (береться з технічної характеристики);

К_з - коефіцієнт запасу потужності, що враховує можливі перевантаження під час роботи насоса, К_з = 1,1….2,0;

g - прискорення вільного падіння, g = 9,81 м/с² ;

_н – коефіцієнт корисної дії (ККД) насоса відповідно до технічної характеристики (для відцентрових насосів _н=0,4....0,6; для вихрових _н=0,25....0,55);

_п – коефіцієнт корисної дії (ККД) трансмісії (при прямому з'єднанні з насосом _п= 1,0).

Воду необхідно подавати споживачам під певним тиском, що називається вільним тиском Н_в. Для водорозборних точок на тваринницьких фермах необхідний тиск Н_в = 4 5 м забезпечується водонапірною вежею.

Необхідна місткість бака (м³) водонапірної вежі визначається за формулою (12):

Vб = K·Q_{макс доб}. (12)

де К – коефіцієнт (0,15….0,20).

Отриману місткість резервуара округляють до стандартної (10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 і 50 м³).

Діаметр труб вибирають так, щоб швидкість води в них не перевищувала 0,4….1,25 м/сек. Діаметр труб (м) зовнішнього водопроводу на початковій ділянці, на якій проходить уся кількість води, визначається за формулою (13):

(13)

де Q_сек – розрахункова подача води на даній ділянці, м³/сек;

- швидкість води в мережі, м/сек (для зовнішньої мережі з діаметром труб до 300 мм приймають =0,4....1,2 м/сек., для внутрішніх трубопроводів =1....1,75 м/сек).

Орієнтовні діаметри труб водонапірних мереж за розрахунковою подачею води можна приймати, користуючись таблицею 3.4.1.

Таблиця 3.4.1 - Рекомендовані діаметри труб та швидкість води

Подача води, л/с	0,75....1	1,5....2	2....4	4....8	8....12	12....20	20....30
Діаметр труб, мм	40	50	80	100	125	150	200
Швидкість води, , м/с	0,3...0,4	0,4...0,5	0,5...0,6	0,6...0,7	0,7...0,8	0,8...1,0	1,0...1,2

Згідно обраної технології утримання великої рогатої худоби вибирають тип і марку автонапувалок і визначають необхідну їхню кількість (n) на тваринницькій фермі або комплексі за формулою (14):

, (14)

где m - кількість тварин, гол;

m₁ – кількість голів, що обслуговується однією напувалкою (додаток 7).