Самидин ууду Насирдин дп. Электрификация фермы крупнорогатого скота в селе Сокулук Сокулукского района. Пояснительная записка
 Скачать 2.29 Mb.
|
|
1.2.3 Выбор резервуара для хранения молока Резервуар предназначен для сбора и охлаждения молока. Для доильной установки АДМ-8 рекомендуется применять танки-охладители ТОВ-1 или ТО2 и поэтому выбираем танк охладитель ТО-2 емкостью 2000л, предназначенный для хранения молока на фермах с поголовьем 200 коров. Может работать с доильными установками всех типов. Состоит из емкости прямоугольной формы с двойными стенками, наклонным днищем в сторону сливного крана, фильтра молока, мешалки с электродвигателем и редуктором, через отверстия полого вала которого разбрызгивается моющая жидкость, промывочного устройства включающего вихревой самозасасывающий насос ВКС-2/46.В качестве хладоносителя используют воду из водопровода или воду охлаждаемую холодильной установкой . Таблица 3 - Технические характеристики ТО-2.
1.2.4 Выбор холодильной установки Охлаждение- важнейший способ сохранения качества и удлинение сроков сохранности сельскохозяйственных продуктов, замедляющий протекания в них биологических процессов. Охлаждение основано на переносе теплоты от охлаждаемой среды с нижним температурным уровнем к окружающей среде. Этот же принцип можно использовать для нагрева материалов и сред. В обоих случаях происходит изменение (трансформация) температурного потенциала предмета труда: при охлаждении - понижение, а при нагреве- повышение. Устройства, осуществляющие перенос теплоты от среды с более низкой температурой к среде с более высокой температурой, называют трансформаторами теплоты. В зависимости от целей процесса один и тот же трансформатор теплоты может охлаждать рабочую среду, либо нагревать или одновременно охлаждать одну среду и нагревать другую. Т.к. в основном для получения холодоносителя для охлаждения молока в танке охладителе ТО-2 применяют холодильную установку МХУ-8С, а также ее рекомендуют применять совместно с доильной установкой АДМ-8, то выбираем именно ее. МХУ-8С состоит из бака аккумулятора холода и машинного агрегата представляющий собой компрессор с электродвигателем, конденсатора обдуваемого потоком воздуха с помощью вентилятора, на конденсаторе установлено термореле управляющие электродвигателями приводящими в действие компрессор и вентилятор. Таблица 4 - Технические данные МХУ-8С
Таблица 5 - Выбранное технологическое оборудование.
Выбор технологического оборудования на 2 животноводческом комплексе аналогичен и поэтому его не приводим. . 2.Технологическая часть 2.1. Расчет электроприводов . Расчет электропривода новозоуборочного транспортера ТСН-160 При выборе электродвигателя для горизонтального транспортера определяют максимальную возможную нагрузку в начале уборки и по условиям пуска находят достаточный пусковой момент и мощность электродвигателя. Усилие транспортной цепи при работе на холостом ходу. Fx=m·g·l·fx; кН где m-масса 1 метра цепи со скребками (m=8,8 (л-2)) g-ускорение силы тяжести (g=9,81 (л-2)) x-коэффициент трения цепи по деревянному настилу (fx=0,5 (л-2)) l-длина цепи (l=160 (л-1)) Fx=8,8·9,81·0,5=6,9 кН Усилие ,затрачиваемое на преодоление сопротивления трения навоза о дно канала при перемещении навоза по каналу. Fн=mн·g·fн; кН где mн-масса навоза в канале приходящееся на одну уборку. Fн=1,5·9,81·0,97=14,2 кН mн=mобщ/z=6/4=1,5 где mобщ-общий суточный выход навоза на ферме, т.к выбрано 2 горизонтальных транспортера а общий выход навоза в предыдущих расчетах составил 12 тонн, то на 1 транспортер приходится 6 тонн навоза. Z - число уборок навоза в сутки. Fн - коэффициент трения навоза о дно канала (fн=0,97 [2]) Усилие, затрачиваемое на преодоление сопротивления трения навоза о боковые стенки канала, кН. Fб=Рб·fн; где Рб-давление навоза на боковые стенки канала, принимают равным 50% общего веса навоза [1] Fб=7,3·0,97=7,1 кН Рб=mн·g/2=1,5·9,81/2=7,3 Усилие на преодоление сопротивления заклинивания навоза, возникающего между скребками и стенками канала, кН. Fз=l·F1/а; где F1=15 Н [2] усилие затрачиваемое на преодоление сопротивления заклинивания, приходящейся на один скребок а=0,46м [2] расстояние между скребками Fз=160·15/0,46=5,2 кН Общее максимальное усилие, необходимое для перемещения навоза в канале, когда весь транспортер загружен, кН. Fmax=Fн+Fб+Fз+Fх; Fmax=6,9+14,2+7,1+5,2=33,4 кН Момент сопротивления приведенный к валу электродвигателя при максимальной нагрузке, Н·м. Мmax=Fmax·V/(ω·ηп); где V-скорость движения скребков горизонтального транспортера, м/с (V=0,18 м/с [2]) ω-угловая скорость электродвигателя, для расчета принимаем двигатель с 2 парами полюсов. Мmax=33400·0,18/(157·0,75)=51,3 Н·м Момент трогания от максимального усилия сопротивления. Мт.пр.=1,2·Мmax; Н·м Мт.пр.=1,2·51,3=61,5 Н·м Требуемый момент электродвигателя, Н·м. М=Мт.пр./k²·μ-0,25; где μ-кратность пускового момента (для электродвигателей мощностью до 10 кВт μ=2 [1]) М=61,5/(1,25)²·2-0,25=21,9 Н·м Необходимая мощность электродвигателя. Р=М·ω; кВт Р=21,9·157=3500 Вт=3,5кВт Выбор электродвигателя редуктора. Частота вращения приводного вала, об/мин. n=60V/D; где, V-скорость движения скребков горизонтального транспортера, м/с D-диаметр звезды n=60·0,18/0,32=33,7 об/мин Предполагается выбор редуктора с двигателем, у которого n=1400 об/мин Требуемое передаточное отношение редуктора. iпер=nд/nв1400/33,7=41,5 Время работы электропривода 1,2 часа в сутки, при спокойной безударной нагрузки и 4 включения в час. Коэффициент эксплуатации. F.S.=ƒв·ƒа; где, ƒв-коэффициент, зависящий от характера нагрузки и продолжительности работы привода в сутки (при безударной нагрузке и времени работы 1,2 часа в сутки ƒв=0,8 [3]) ƒа-коэффициент, зависящий от числа включений в час (при 4 включениях в час ƒа=1 [л-3]) F.S.=0,8·1=0,8 Выбираем мотор редуктор серии 7МЦ2-120 n2=32об/мин F.S.=1,1 iпер=46 М2=1185 Н·м укомплектованном электродвигателем серии RA112М4 с Рн=4кВт n=1400об/мин ηн=85,5% Кiп=2,2 Кimax=2,9 Iн=9А cosφ=0,84, у данного привода выполняется условие F.S.при.>F.Sрасч 2.2.Расчет электропривода наклонного транспортера. Мощность двигателя(кВт) наклонного транспортера рассчитывается по следующей формуле. Р=Q/367ηр·(L·f+h/ηт) где Q-производительность траспортера, т/ч ηр-КПД редуктора (ηр=0,72 с (л-2)) L-горизонтальная составляющая пути перемещения груза. L=l·cosα=16,9·cos20º=15,7м где α-угол наклона. l-длина подъема, м h-высота подъема, м h=l·sinα=16,9·sin20º=5м f-коэффициент сопротивления движению (f=1,3 (л-2)) Р=5/367·0,72(15,7·1,3+5,7/0,6)=1,32 Выбор мотор редуктора наклонного транспортера. Частота вращения приводного вала. n=60·V/D; об/мин где V-скорость движения скребков наклонного транспортера, м/с D-диаметр звезды, n=60·0,72/0,32=135об/мин Предполагается выбор редуктора с двигателем у которого n=1400 об/мин Требуемое передаточное отношение редуктора. iпер=nд/nв=1400/135=10,3 Коэффициент эксплуатации электропривода наклонного транспортера. F.S.=ƒа·ƒв=1·1=1 Т.к. электропривод работает с умеренной нагрузкой, то ƒв=1 (л-3), число включений в час аналогично приводу горизонтального транспортера и поэтому ƒа=1 Выбираем мотор редуктор 7МЦ2-75 у которого iпер=10 М2=135 Н·м n2=138 об/минF.S.=3 укомплектованном электродвигателем RA90L4 с nном=1410об/мин η=78,5% cosφ=0,8 Iн=4А Кiп=2,3 Кimax=2,8 КiIп=5,5, у данного привода выполняется условие F.S.при.>F.S.расч 2.3.Расчет электропривода вакуумных насосов доильной установки Для нормальной работы доильных установок в вакуум - проводе должен поддерживаться вакуум 50000 Па (380 мм рт.ст.). В предыдущих расчетах для доильной установки был выбран вакуум - насос марки УВУ-60/45 с подачей Q=60м³/ч и вакуумом р=10,8 Н/м² Необходимая мощность электродвигателя для вакуум-насоса Р=Q·р/1000·ηн·ηп=60·10,8/1000·0,25·0,72=3,7 кВт где Q-подача вакуума насосом р - давление вакуума ηп - КПД передачи (ηп=0,72 [2]) ηн-КПД вакуум насоса (ηн=0,25 [2]) Для вакуум-насоса УВУ-60/45 выбираем электродвигатель серии RA112М4 с Рн=4кВт n2=1430 об/мин η=85,5 КiIп=9 Кiп=2,2 Кimax=2,9 Сводя выбранные электродвигатели в таблицу. Таблица 6 Выбранные электродвигатели для электроприводов
МХУ-8С 4АХ100L2У3 4АХ71А4У3 4АХ71В2У3 4,5 0,6 1,7 10 2 3 ТО2 4А100L4У3 4АА63В4У3 4 0,37 9 1 2.4 Расчет отопления и вентиляции В воздушной среде производственных помещений, в которых находятся люди животные, оборудование, продукты переработки всегда есть некоторое количество вредных примесей, а также происходит отклонение температуры от нормированных значений, что отрицательно влияет на состояние здоровья людей, продуктивность животных, долговечность электрооборудования. Вентиляционные установки применяют для поддержания в допустимых пределах температуры, влажности, запыленности и вредных газов в воздухе производственных, животноводческих и других помещений. Уравнение часового воздухообмена по удалению излишнего содержания углекислоты. 1,2·C+L·C1=L·C2 где 1,2-коэффициент учитывающий выделение углекислоты микроорганизмами в подстилке. С- содержание СО2 в нужном воздухе, л/м³, для сельской местности С1=0,3л/м3,[1], L-требуемое количество воздуха, подаваемое вентилятором, чтобы обеспечить в помещении допустимое содержание СО2 м³/ч, С2- допустимое содержание СО2 в воздухе внутри помещения, л/м³, принимаем по таблице 10.2 , стр157, С2=2,5 л/м³, [2]. Определяем количество углекислого газа, выделяемого всеми животными. С=С`·п=110·200=22000 л/ч. где С`- количество СО2 , выделяемого одним животным , л/ч, по таблице 10.1 принимаем С`=110л/ч [1] , п - количество поголовья животных, 200голов. Требуемое количество воздуха подаваемого вентилятором. м³/ч. L=1,2·С/(С2-С1); L=1,2·22000/(2,5-0,3)=12000 м³/ч Расчетная кратность воздухообмена. К=L/V=12000/4057=3 V-объем вентилируемого помещения, равняется 4057м³ L-требуемое количество воздуха, подаваемого вентилятором, Часовой воздухообмен по удалению излишней влаги, г/м³. Lи=1,1·W1/(d2-d1); где, W1-влага, выделяемая животными внутри помещения d2-допустимое влагосодержание воздуха, г/кг d1-влагосодержание наружного воздуха, г/кг Lи=1,1·28600/(7,52-3,42)=5200 г/м³ Влага выделяемая животными W1=w·N=143·200=28600 г/ч где, w-влага выделяемая одним животным w=143 г/ч (л-1) N-количество животных Допустимое влагосодержание внутри помещения d2=d2нас·φ2; г/м³ где, d2нас-влагосодержание насыщенного воздуха внутри помещения при оптимальной температуре +10ºС по табл.10.3 (л-2) d2нас=9,4 г/м³ φ-допустимая относительная влажность внутри помещения, (л-2) φ=0,8 d2=9,4·0,8=7,52 г/м³ Влагосодержание наружного воздуха. d1=d1нас·φ=3,81·0,9=3,42 где d1нас-влагосодержание насыщенного наружного воздуха φ-относительная влажность наружного воздуха. Т.к. сведений значений расчетной температуры и относительной влажности наружного воздуха нет, то ориентировочно расчетную температуру наружного воздуха можно принять равной -3ºС и при такой температуре d1нас=3,81 φ=0.9 Давление вентилятора. Р=Рд+Рс; Па где, Рд и Рс-динамические и статические составляющие давления вентилятора. Р=105,6+1154,9=1260,5 Па Динамическая составляющая давления Рд=ρ·V²/2=1,25·13²/2=105,6 кг/м³ где, ρ-плотность воздуха V-скорость воздуха, м/с V=10…15м/с [1] Определяем плотность воздуха. ρ=ρ0/(1+α·U)=1,29/(1+0,003·10)=1,25кг/м³ где, ρ0-плотность воздуха при 0ºС ρ0=1,29 кг/м³ стр34 [1] U-температура воздуха α-коэффициент, учитывающий относительное увеличение объема воздуха при нагревание его на один градус, α=0,003 [1] Статическая составляющая давления. Рс=l·h+Рм; Па где, Lh-потеря давления, затрачиваемое на преодоление трения частиц воздуха о стенки трубопровода. l-длина трубопроводов, равная 66,6м h-потери давления на 1 метр трубопровода, Па/м Рм-потери давления затрачиваемое на преодоление местных сопротивлений. Рс=66,8·1.8+1035,1=1154,9 Па Потери напора на 1 метре трубопровода. h=64,8·V ·/d ·(ρ/1,29) =64,8·13· /750 ·(1,25/1,29) =1,8 Па/м где, V-скорость воздуха в трубопроводе, м/с d-диаметр трубопровода d=2·а·в/(а+в); мм где, а и в стороны прямоугольного сечения трубопровода а=1000мм в=600мм (л-5) d=2·1000·600/(1000+600)=750 мм Потери напора в местных сопротивлениях. Рм=Σξ·Рд=Σξ·ρ·U²/2=9,8·1,25·13²/2=1035 Па/м где, ξ-коэффициент местного сопротивления, Σξ=9,8 стр.75(л-2) Вентилятор подбираем по их аэродинамическим характеристикам. По наибольшему значению L и расчетному значению Р. С учетом равномерного распределения вентиляторов в коровнике выбираем вентилятор Ц4-70 с подачей L=6000 м³/ч, при давлении 630 Па. Ц4-70 N5 n=1350 об/мин η=0,8 Определяем число вентиляторов. n=L/Lв; где, Lв- подача воздуха одним вентилятором. n=12000/6000=2 Принимаем 2 вентилятора, один из которых будет располагаться в начале здания, другой в конце здания. Масса воздуха проходящего через вентилятор. m1=ρ·S·V; кг/с где, ρ - плотность наружного воздуха, ρ=1,29кг/м³ [1] S - площадь сечения трубопроводов S=0,6м² [2] m1=1,29·0,6·13=10 кг/с Полезная мощность вентилятора. Рпол=m1·V²/2=10·13²/2=845Вт Мощность электродвигателя для вентилятора. Р=Q·Р/1000·ηв·ηп; кВт где, Q-подача вентилятора Q=1,6м³ Р - давление, создаваемое вентилятором Р=630Па ηв - КПД вентилятора ηв=0,8 ηп – КПД передачи ηп=0,95, для ременной передачи [1] Р = 1,6·630/1000·0,8·0,95=1,3 кВт Расчетная мощность двигателя для вентилятора. Рр = Кз·Р = 1,15·1,3=1,5 кВт где, Кз- коэффициент запаса Кз=1,15 [1] Для вентилятора выбираем электродвигатель серии RA100L4 с Рн=1,5 кВт Iн=4А Расчет калорифера . Определяем мощность калорифера. Рк=Qк/860·ηк; кВт где Q-требуемая калорифера , ккал/ч ηк-КПД установки ηк=0,9 Рк=16191/860·0,9=20,9 кВт Теплопередачу установки находят из уравнения теплового баланса помещения. Qк+Qп=Qо+Qв отсюда Qк=Qо+Qв-Qп; ккал/ч где, Qо-теплопотери через ограждения, ккал/ч Qв - тепло, уносимое с вентилируемым воздухом Qк=114744+26047-124600=16191 ккал/ч Теплопотери через ограждения Qо=ΣК·F·(Vп·Qм); ккал/ч где, К-коэффициент теплопередачи ограждения, ккал/ч К=8 [2] F-площадь ограждений, м² F=2049 [3] Uп- температура воздуха, подведенная в помещение, Uп=+10ºСн- расчетная температура наружного воздуха, Uнм=-3ºС Рк=Qк/860·ηк=16191/860·0,9=20,9 кВт Тепло, уносимое с вентилируемым воздухом. Qв=0,239·1,29·12171·(10-3)=26047 ккал/ч где, ν-плотность воздуха, принимаемая равной 1,29 кг/м³ (л-1) V-обьем обогащаемого воздуха за 1 час V=Vп·Коб=4057·3=12171м³ где, Vп- объем помещения равный 4057м³ Коб- часовая кратность воздухообмена Тепловыделение в помещение Qп=g·N=623·200=124600 ккал/ч где, g-количество тепла выделяемого одним животным за 1 час, для коров весом до 500 кг g=623 ккал/ч [1] N-число коров. Считаем, что в каждую фазу включены по два нагревательных элемента. Определяем мощность одного нагревательного элемента. Рэ=Рк/μ·n; кВт где, n- число нагревателей. μ- число фаз. Рэ=10,4/3·2=1,6 кВт Рабочий ток нагревательного элемента раб=Рэ/Uф=1,6/0,22=7,2 А где, Uф- фазное напряжение. Принимаем 6 ТЭН мощностью 2 кВт: ТЭН-15/0,5 Т220 Принимаем 2 калорифера СФОЦ-15/0,5Т, один из которых устанавливаем в начале комплекса, другой в конце Таблица .7 Технические данные калорифера
|