Механизация водоснабжения и поения животных

Количество воды (питьевой, технической), которое должно подавать проектируемая водопроводная сеть, определяем по расчетным нормам ее потребления потребителем каждого вида и их числу, с учетом перспективного плана увеличения потребления воды. Новый водопровод рассчитывают на срок службы 15-20 лет без коренного переустройства.

Среднесуточный расход воды Q_ср.сут.(л) на ферме определяется по формуле:

Q_{ср. сут.} = q₁n₁+q₂n₂+…+q_mn_m, (2.1)

где q_m- среднесуточная норма потребления воды одним потребителем, л;

n_m - количество потребителей.

Подставляя значения, получаем:

Q_{ср. сут} = 30 ∙ 4218 = 126 540 л

Величина этого расхода недостаточна для выполнения расчета водопроводной сети, поэтому определяем максимальный суточный расход воды по формуле:

Q_{мах. сут.} = Q_ср.сут · α_сут, (2.2)

где α_сут - коэффициент суточной неравномерности.

Подставляя значения, получаем:

Q_{мах. сут.} = 126 540 ∙ 1,3 =164502 л

Максимальный часовой расход вода (л/ч) определяется по формуле:

Q_мах.ч. = Q_{мах.сут.} ∙ α_ч / 24, (2.3)

где α_ч - коэффициент часовой неравномерности

Подставляя значения, получаем:

Q_мах.ч.= 164502 ∙ 2,3 / 24 = 15765 л

Секундный расход (л/с) воды равен:

Q_с = Q_мах.ч. / 3600. (2.4)

Подставляя значения, получаем:

Q_с = 15765 / 3600 = 4,4 л/с

Суточный расход насосной станции должен быть равен максимальному суточному расходу воды в помещении или ферме, а часовой расход станции (насоса) определяется по формуле:

Q_нас. =Q_{мах.сут} / τ, (2.5)

где τ - продолжительность работы насоса или станции в сутки, ч.

Подставляя значения, получаем:

Q_нас.= 164502 / 10 = 16 450 л/ч = 16,45 м³/ч

Продолжительность работы насоса τ выбирают в соответствии с дебитом водоисточника, учитывая, что расход насоса при этом должен быть больше или равен Q_max.ч, но не должен превышать дебита источника. С уменьшением повышается потребная мощность для привода насоса, увеличивается диаметр напорного трубопровода и емкость резервуара водонапорной башни, но сокращаются эксплуатационные расходы. При увеличении τ сокращаются расходы на строительство, но эксплуатационные расходы увеличиваются. На основе сравнительных технико-экономических расчетов времени работы насосной станции принимается равным 7 или 14 часам.

По величине Q_нас. и требуемому напору выбираем по рабочим характеристикам тип и марку насоса:

Насос марка - K 65-50-125(рис. 2.1)

Тип - центробежный консольный

Объёмная подача = 25 м³/ч

Полный напор H = 20 м

Консольные насосы K 65-50-125предназначены для перекачивания воды производственно-технического назначения с pH от 6 до 9 (кроме морской) и других жидкостей, сходных с водой по плотности, вязкости и химической активности в системах водоснабжения, отопления, циркуляции. Размер твердых включений до 0,2 мм с объемной концентрацией не более 0,1%.

Рисунок 2.1 - Консольный насосK 65-50-125

Потребная мощность (Вт) электродвигателя для привода насоса определяется по формуле:

N = (Q_нас ∙ ρ ∙ H ∙ К_з ∙ g) / (η_п ∙ η_н), (2.6)

где Q_нас. - объемный расход воды (подача насоса), м³/с;

ρ - плотность воды, кг/м³;

Н - полный напор насоса, м (берется из технической характеристики);

К_з - коэффициент запаса мощности, учитывающий возможности перегрузки во время работы насоса;

g - ускорение свободного падения;

η_н - к.п.д. насоса согласно технической характеристике;

η_п - к.п.д. передачи от двигателя к насосу.

Подставляя значения, получаем:

N = ( 20 / 3600 ∙ 1000 ∙ 18∙ 1,5 ∙ 9,81) / (1 ∙ 0,5) = 2943 Вт = 2,943 кВт

Основные технические характеристикиконсольного насосаK 65-50-125

приведены в табл.2.1

Таблица 2.1 – Основные технические характеристикиконсольного насоса

K 65-50-125

Марка	Параметры	Электродвигатель	Габаритные размеры, мм	Вес, кг
Подача, м3/ч	Напор, м	Мощность, кВт	Частота, об/мин	L	B	H	насос	агрегат
K 65-50-125			3,0

Воду необходимо подавать потребителям под определенным напором, называемым свободным напором Н_св.

Для водоразборных точек на животноводческих фермах необходимый напор Н_св = 40... 5 м (Н_св = 400... 50 кПа) обеспечивается водонапорной башней.

Необходимая вместимость резервуара (м³) водонапорной башни равна:

V_рез = (0,15…0,20) Q_{мах.сут.} (2.7)

Подставляя значения, получаем:

V_рез= 0,17 ∙ 164,502 = 27,965 м³

Полученную вместимость резервуара округляем до стандартной: V_рез = 10

Диаметр труб выбирает так, чтобы скорость воды в них не превышала 0,4 - 0,25 м/с. Диаметр труб (м) внешнего водопровода на начальном участке, на котором проходит все количество воды, определяется по формуле:

d = , (2.8)

где Q_{мах с} - максимальный секундный расход воды, м³/с;

V - скорость воды в трубах, м/с.

Подставляя значения, получаем:

d = = 0,014 м

После определения диаметра трубопровода выбираем тип автопоилок и определяем необходимое их количество (n) на животноводческой ферме или комплексе:

n = m / z, (2.9)

где m - количество животных, гол.;

z - коэффициент, показывающий, на какое количество животных предназначена та или иная автопоилка.

Выбираем автопоилку ПСС-1 (рис. 2.2), устанавливается из расчёта одна поилка на 25-30 свиней, тогда:

n = 4218/ 27 = 156.

1 - поильная чаша; 2 - крышка клапана; 3 - седло клапана; 4 - клапан; 5 - прокладка уплотнительная; 6 - стакан; 7 - амортизатор; 8 - регулировочный болт нажимного рычага; 9 - планка прижимная; 10 - пружина; 11 - ось крышки поильной чаши; 12 - регулировочный болт хода клапана; 13 - нажимной рычаг; 14 - крышка поильной чаши

Рисунок2.2 – Автопоилка для свиней ПСС-1.

Технические характеристикиавтопоилки для свиней ПСС-1 приведены в табл.2.2

Таблица2.2 – Технические характеристикиавтопоилки для свиней ПСС-1

Показатели	Значение
Количество обслуживаемых свиней, голов	25-30
Емкость чаши, м3	0,0003
Габаритные размеры, м: -длина -ширина -высота	0,18 0,155 0,245
Масса, кг	4,5

Вода подводится в автопоилки при низких температурах ее и окружающего воздуха. На свинофермах монтируется водонагревательное приспособление ВЭП-600 для подогрева воды до 10 °С и принудительной циркуляции ее. Подается вода центробежным насосом производительностью 6 м³/ч при давлении в трубопроводе до 300 кПа.