Проект комплексной механизации животноводческой фермы

• Название: Проект комплексной механизации животноводческой фермы
• Дата: 05.01.2022
• Размер: 0.94 Mb.
• Имя файла: f34cf4c.doc
• Тип: Курсовой проект; #324636
• страница: 3 из 4

3.4. Механизация уборки и утилизации навоза
Исходными данными при проектировании технологической линии уборки и утилизации навоза являются вид им поголовье животных, а также способ их содержания.

Расчет будем вести в следующей последовательности:

1)На основе современных достижений науки выбираем рациональную технологию уборки и утилизации навоза, схему которой помещают в расчетно-пояснительной записке;

2)Определяем суточный и годовой выход навоза в целом по ферме, а также в отдельных животноводческих помещениях;

3)Рассчитываем требуемую подачу средств уборки навоза, на основе которой выбираем оборудование или подбираем размеры навозных каналов (например, при гидравлических способах уборки);

4)Рассчитываем количество транспортных средств;

В соответствии с намеченной технологией утилизации и выходом навоза оп­ределяем размеры навозоприемников, навозохранилищ, подбираем оборудо­вание для переработки навоза.

3.4.1. Расчет потребности в средствах удаления навоза
Количество навозной массы , получаемой от одного животного, подсчитывают по формуле:



где К, М – суточное выделение кала и мочи животным, кг; П – суточная норма подстилки на одно животное, кг; - коэффициент, учитывающий разбавление экскрементов водой: при транспортерной системе ( = 1,2).

(кг)

(кг)

(кг)

Суточный выход - навоза с фермы находят из выражения:

,

где - поголовье животных однотипной производственной группы;

- количество производственных групп на ферме.



Годовой выход находят по формуле:



где - число дней накопления навоза, т.е. продолжительность стойлового периода.

.

Влажность бесподстилочного навоза можно найти из выражения, в основу которого положена формула И.Н. Бацанова и И.И. Лукьяненкова:



где - влажность экскрементов (для крупного рогатого скота – 87 %).

.

Для нормальной работы механических средств удаления навоза из помещений должно выполняться условие:



где - требуемая производительность навозоуборочного средства в конкретных условиях, т/ч; - часовая производительность того же средства по технической характеристике, т/ч.



где - суточный выход навоза в данном животноводческом помещении, т; - кратность уборки навоза (3-6 раз); - время на разовую уборку навоза (0,5-1 ч); - коэффициент, учитывающий неравномерность рядового количества навоза, подлежащего уборке, =1,3; - количество механических средств, устанавливаемых в данном помещении.

Таким образом производительность навозоуборочного средства в помещениях, где содержатся коровы (на 400, 200 и 100 голов) будет равна:









Ссылаясь на вычисленные результаты производительности навозоуборочного средства, для данной курсовой работы были выбраны следующий марки транспортеров:

ТСН-160 по своим характеристикам соответствует обслуживанию коровника на 400 голов. Для оставшихся 3-х типов помещений лучшим является транспортер марки ТСН-3,0 Б.

После животноводческого помещения навоз, как правило, попадает в навозоприемник (исключение составляют системы получения твердого навоза на фермах крупного рогатого скота, где его сразу грузят в транспортные средст­ва). Практика эксплуатации гидравлических систем уборки навоза показала, что емкость навозоприемника, рассчитанная накопление половины суточного выхода навозных стоков с фермы (комплексов), обеспечивает нормальную работу систем с равномерной круглосуточной разгрузкой сооружений и аппа­ратов по переработке навоза.

В системах, где навоз используют без переработки, емкость навозоприем­ника должна обеспечивать непрерывную в течение 15 минут работу насосов, перекачивающих навоз в хранилище.

3.4.2. Расчет транспортных средств для доставки на навозо-хранилище
В первую очередь необходимо решить вопрос о способе доставки навоза в навозохранилище: мобильными или стационарными техническими средства­ми. Для фермы данного типа следует выбрать мобильные средства марки: бульдозера Д-606 и прицепом 2-ПТС-6. Для данного способа доставки навоза производим расчет количества технических средств.

Мобильные технические средства доставки навоза в навозохранилище вы­бираются на основании расчета.

Производительность мобильных средств:



где - суточный выход навоза от всего поголовья фермы, т; - время работы технических средств, = 8 ч.

.

Определяем расчетную фактическую производительность технического средства данной марки.



где - грузоподъемность транспортного средства, т; - время одного рейса, ч.

Длительность одного рейса определяется по формуле:



где - время загрузки транспортного средства; - время движения с грузом и без него; - время выгрузки.



Значит:

.

Если навоз отвозят от каждого животноводческого помещения, не имеющего накопительной емкости, то необходимо иметь одну тележку на каждое помещение, а по формуле определяется фактическая производительность трактора с тележкой. В этом случае количество тракторов рассчитыва­ется по формуле:

,



Принимаем значение количества тракторов равное 2.

3.4.3. Расчет процессов переработки навоза
Для хранения подстилочного навоза применяют площадки с твердым покрытием, оборудованные жижесборниками.

Площадь хранилища для твердого навоза определяется по формуле:

,

где - высота укладки навоза (обычно 1,5-2,5 м).

Примем для расчетов значение =2; - объемная масса навоза, т/м³.



В расчетах принимаем следующий способ приготовления органических удобрений из бесподстилочного навоза.

При приготовлении гомогенизированного навоза, он поступает сначала в секции карантинного хранилища, общая емкость которого должна обеспечивать прием навоза в течение 11-12 суток. Следовательно, общая емкость хранилища определяется из формуле:

,

где - продолжительность накопления хранилища, сут.

.

Многосекционные карантинные хранилища чаще всего выполняют в виде шестигранных ячеек (секций). Эти ячейки собирают из железобетонных плит длиной 6 и шириной 3 м, устанавливаемых вертикально. Вместимость такой секции составляет 140 м³. Поэтому число секций находим из соотношения:

.



При переработке навоза с разделением на фракции необходимо подсчитать относительный выход жидкой фракции, ее влажность , а также количество осадка (твердой фракции).

Формулы для расчета следующие:

,

где ;

- количество исходной массы, поступающей на разделительную установку; - количество жидкой фракции, полученной после разделения; - относительное содержание сухого вещества в твердой фракции или осадке ( = 20-25 % - не фильтрующих центрифуг); - относительное (в %) содержание сухого вещества в исходном навозе; - эффект осветления суспензии ( =40-65 % - для виброфильтров и фильтрующих центрифуг).

Принимаем значения и равными 25 и 50 соответственно.

Зная относительный выход жидкой фракции, определяем количество жидкой фракции и осадка , полученные в результате разделения навоза:

,

Влажность жидкой фракции составит:














3.5. Вентиляция и отопление
В помещениях для содержания скота имеются большие выделения тепла, влаги и газа. При этом в некоторых случаях количество выделяемого тепла бывает достаточным для удовлетворения нужд отопления в зимнее время.

В сборных железобетонных конструкциях с перекрытиями без чердаков тепла, выделяемого животными, недостаточно. Вопрос о теплоснабжении и вентиляции в этом случае усложняется, особенно для районов с наружной температурой воздуха зимой -20⁰С и ниже.

3.5.1. Классификация вентиляционных устройств
Для вентиляции животноводческих помещений предложено значительное количество различных устройств.

Вентиляционные устройства подразделяются на приточные, нагнетающие воздух, вытяжные, отсасывающие воздух, и комбинированные, при которых приток воздуха в помещение и отсасывание из него осуществляется одной и той же системой.[1]

При кратности воздухообмена K < 3 выбирают естественную вентиляцию, при K=3-5 – принудительную вентиляцию без подогрева подаваемого воздуха и при K > 5 – принудительную вентиляцию с подогревом воздуха.

Кратность часового воздухообмена определяется по формуле:

,

где - количество воздуха, подлежащего удалению, м³/ч; - объем помещения, м³.

Расчет величины требуемого воздухообмена по содержанию углекислоты, производится по формуле:



где - количество углекислоты, выделяемое одним животным в течение часа, л/ч; - предельно допустимое количество углекислоты в воздухе помещения л/м³; - содержание углекислоты в свежем (приточном) воздухе, л/м³ ( = 0,3…0,4 л/м³).


.

Соответственно



3.5.2. Вентиляция с естественным побуждением воздуха
Т.к. полученное значение < 3, то в дальнейшем рассчитываем показатели вентиляции с естественным воздухообменом.

Требуемую площадь сечений каналов определяем по формуле:

,

где - скорость движения воздуха при прохождении через трубу определенной высоты и при определении разницы температур, м/с.

Значение в каждом случае может быть определено по формуле:



где - высота канала, м; - температура воздуха внутри помещения, град; - температура воздуха снаружи помещения, град;

Примем высоту канал равную 2 м, тогда:



Следовательно,

.

Производительность канала, имеющего площадь сечения = 0,25 м² будет равна:



.

Число каналов находим по формуле:



.

3.5.3. Расчет отопления помещения.
В помещениях, где оптимальная температура и влажность воздуха поддерживаются за счет биологического тепла, нет необходимости ставить специальные источники отопления.

Для животноводческих помещений применяют воздушное отопление, паровое низкого давления с температурой приборов до 100 ⁰С, водяное с температурой 75-90 ⁰С, электронагреваемые полы.

Определяют дефицит теплового потока для отопления животноводческих помещений по формуле:



где - поток теплоты, проходящий сквозь ограждающие строительные конструкции, Дж/ч; - поток теплоты, теряемый с удаляемым воздухом при вентиляции, Дж/ч; - случайные потери потока тепла, Дж/ч; - поток тепла, выделяемы животными, Дж/ч.


где - коэффициент теплоотдачи строительных конструкций; - площадь поверхностей, теряющих поток теплоты; - температура воздуха внутри и снаружи помещения соответственно.





где - объемная теплоемкость воздуха, равная 0,0013 Дж/м^{3 0}C.



,

где - поток теплоты, выделяемый одним животным данного вида, Дж/ч; - количество животных данного вида в помещении, гол.

Поток теплоты, выделяемый животными равен:



Случайные потери потока тепла принимаются в количестве 10-15 % от , т.е.





Значит:



Полученное выше отрицательной значение дефицита теплового потока свидетельствует о том, что теплоты, выделяемой животными (а соответственно и температуры помещения), вполне достаточно для обеспечения оптимальной работоспособности персонала и поддержания высокой продуктивности животных, локализующихся в коровнике без применения дополнительных нагревательных установок.


3.6. Механизация доения коров и первичной обработки молока
При привязном содержании рекомендуется доить по следующей схеме:

В стойлах с использованием линейных доильных установок с оборотом молока в молокопровод.

Основываясь на данные по количеству обслуживаемых коров выбираем, доильную установку:АДМ-8.

При обслуживании каждой установкой АДМ-8 по 200 голов коров (при норме в 825 дойных) потребуется 5 подобных установок.

Количество операторов машинного доения коров на ферме с учетом подменных определяется по формуле:

,

где - количество дойных коров на ферме; - нагрузка на одного оператора ( =50 голов при доении в молокопровод).



Первичная обработка молока на ферме осуществляется с целью получения молока высокого качества. Операции первичной обработки молока следую­щие: очистка, охлаждение и пастеризация (при необходимости). Первичная обработка молока должна осуществляться в потоке.

Производительность поточной линии находим так:



где - коэффициент сезонности поступления молока, равный 1,2-1,5; - количество коров на ферме, или в одном коровнике; - средний годовой удой одной коровы, кг; - кратность дойки, =2-3; - длительность дойки, ч, =2 ч.

Принимаем кратность дойки равную 2 ч, а значение =1,35.



При проектировании молочного отделения используются пластинчатые охладители.

Их выбор можно осуществить по поверхности теплообмена:



где - теплоемкость молока, Дж/(кг ⁰C), равно ;

- начальная температура молока, поступающего в охладитель, = 35-37 ⁰C; - конечная температура молока после охлаждения, = 6-8 ⁰C; - общий коэффициент теплопередачи, Дж/м^{2 0}C; - средняя логарифмическая разность температур, определяемая по формуле:



где - разность температур между молоком и охлаждающей жидкостью на входе молока в охладитель; - разность температур между молоком и охлаждающей жидкостью на выходе молока из охладителя, = 2-3 ⁰C.

,

Число пластин в секции охладителя определяется по формуле:



где - площадь рабочей поверхности одной пластины, =0,043 м².



После расчета и выбираем охладитель.

Наиболее оптимальным тепловым аппаратом будет являться:

охладитель ООТ-М.

Расход холода на охлаждение молока в количестве определяется по формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий теплопотери в трубопроводах, = 1,15.



По найденному расходу холода подбираем холодильную установку:

Нашим показателям соответствует установка АВЗО.

Расход льда на охлаждение килограмма молока определяется по формуле:



где - удельная теплота плавления льда, =3,4 *10⁵ Дж/кг; - количество воды в бассейне до загрузки льда, кг; - теплоемкость воды, Дж/кг ⁰C, = 4,2 Дж/кг ⁰C; - начальная температура воды, град; - конечная температура воды, град.



4. Экономические показатели
Внедрение комплексной механизации на животноводческих фермах приводит к повышению производительности труда, а также к улучшению экономических показателей животноводческих предприятий.

Экономическая эффективность оценивается целым рядом показателей: ростом производительности труда, снижением эксплуатационных расходов и затрат, годовым экономическим эффектом и др.

Годовые эксплуатационные затраты определяются по формуле:



где - амортизационные отчисления и отчисления на текущий ремонт и техническое обслуживание оборудования и зданий животноводческой фермы, тыс. руб., - годовой фонд заработной платы обслуживающего персонала, тыс. руб., - стоимость расходуемых в течение года материалов, связанных с работой техники, тыс. руб.

Для расчета отчислений необходимо иметь исходные данные о балансовой стоимости основных фондов (машины, здания), которые оформляются по форме. При определении балансовой стоимости зданий необходимо брать сведения из типовых проектов с учетом коэффициента 1,3. Стоимость ограж­дений из жердей и досок 3,37, металлической сетки - 4,47 руб./м, прейску­рантная стоимость машин и оборудования берется из таблиц технической ха­рактеристики. Стоимость твердых покрытий (проездов и площадок) определяется из расчета 11,7 руб./м².

Амортизационные отчисления и отчисления на текущий ремонт по определяем по нижеследующей формуле:



где - балансовая стоимость i-той группы основных фондов, тыс. руб.; - норма амортизационных отчислений i-той группы основных фондов, %; - норма отчислений на текущий ремонт i-той группы основных фондов.



Годовой фонд заработной платы в курсовом проекте определяется по формуле:



где - годовые затраты труда, чел/час; - средняя оплата одного человека-часа с учетом всех начислений, = 20 руб. (для Алтайского края).

Определяем количество работников по категориям и годовые затраты труда по формуле:

,

где - количество рабочих на ферме, чел; - годовой фонд рабочего времени одного работника, ч., = 2088 ч.



Тогда:



Для определения стоимости материалов, расходуемых в течение года, учитываем расход электроэнергии, топлива, горючего и соответственно подсчитываем их:

,

где - годовой расход электроэнергии (кВт*ч), топлива (т) и горючего (т), - стоимость электроэнергии, топлива (уголь) и горючего.

В расчетах принимаем:

=1,57 кВт/ч;

=800 руб./т;

=1400 руб./т;



Соответственно:



5. Охрана окружающей среды.
В связи с концентрацией и переводом животноводства на промышленную основу наиболее мощным источником загрязнения окружающей среды в сельском хозяйстве стали животноводческие комплексы. Установлено, что животноводческие комплексы и фермы являются самыми крупными источниками загрязнения атмосферного воздуха, почвы, водоисточников в сельской местности, а мощности и масштабам загрязнения вполне сопоставимы с крупнейшими промышленными объектами – заводами, комбинатами.

При проектировании ферм и комплексов необходимо своевременно предусмотреть все меры по защите окружающей среды и сельской местности от нарастающего загрязнения, что следует считать одной из важнейших задач гигиенической и других профилей, занимающихся данной проблемой.[3]

6. Выводы по проекту
На основании произведенных в курсовом проекте расчетов я делаю следующие выводы:

Для молочно-товарной фермы с поголовьем 1100 голов при стойлово-пастбищной системе и привязном способе содержания животных потребуются:

1. 
   Для осуществления процесса кормления:
   
   • 
     Кормоцех марки ТП-801-461 базовый вариант
     
   • 
     3 кормораздатчика типа КТУ-10А
     
2. 
   Для осуществления водоснабжения:
   

• 
  Водонапорная сеть с диаметром трубы 72 мм
  
• 
  Три водонапорные башни: по 25 м³ каждая
  
• 
  Центробежный погружной насос марки ГЭЦВ8-25-150
  

3. 
   Для осуществления механизации уборки и утилизации навоза:
   

• 
  Десять транспортеров для уборки навоза: четыре ТСН-160 для коровников (400 гол.) и шесть ТСН-3,0 Б для остальных коровников(200 и 100 гол.) и для помещения, где локализуются телята и нетели.
  
• 
  Два бульдозера марки Д-606 и два прицепа 2-ПТС-6
  

4. 
   Система вентиляции с естественным побуждением воздуха.
   
5. 
   Для осуществления процесса доения:
   
   • 
     Пять доильных установок АДМ-8 при обслуживании 200 голов каждой
     
   • 
     Тепловой аппарат ООТ-Н
     
   • 
     Холодильная установка АВЗО
     

6. 
   Годовые затраты: 6395,4 тыс. руб.
   

Использованная литература

1. 
   Богословский В.Н., Щеглов В.П. «Отопление и вентиляция».-М.: Стройиздат, 1980.-295 с.
   
2. 
   Кашеков Л.Я. «Механизация водоснабжения животноводческих ферм и пастбищ».- М: Колос, 1976.-288 с.
   
3. 
   Лаптев И.П. «Сельское хозяйство и охрана природы».-М.: Колос, 1962.-214 с.
   
4. 
   Мельников С.В. «Механизация и автоматизация животноводческих ферм».-М.: Колос, 1978.-560с.