зоогигиена овцы. Зоогигиена ОВЦЫ. Условие индивидуального задания
 Скачать 397 Kb.
|
|
6.Расчет теплового баланса Тепловой баланс животноводческих помещений рассчитывается с целью определения возможности обеспечения в них оптимального микроклимата, особенно в холодное время года (январь). Тепловой баланс - это соотношение прихода (теплопродукции) и расхода (теплопотери) тепла в животноводческом помещении. Температурный режим складывается в помещении под влиянием тепловыделений животных (если помещение не отапливается) и тепла вносимого отопительными и вентиляционными системами (если они предусмотрены), а также теплопотерь на обогрев поступающего воздуха, через ограждения здания и испарения влаги. Поэтому тепловой баланс можно представить в виде следующей формулы: Q жив. = Q вен. + Q исп. + Q о.зд., где Q жив. - количество тепла, поступающего в помещение от животных, ккал/ч; Q вен. - количество тепла, расходуемое на нагревание вентиляционного воздуха, ккал/ч; Q исп. - количество тепла, необходимое на испарение влаги с пола, кормушек, оборудования здания, ккал/ч; Q о.зд. - количество тепла, которое теряется через ограждающие конструкции здания в наружную атмосферу, ккал/ч. Для расчета теплового баланса овчарни на 400 голов берем следующее данные: Внутренние размеры овчарни: длина - 52 м, ширина -11м, высота в коньке крыши - 3,8 м, высота стены – 2,4 м. Стены овчарни из обыкновенного кирпича на легком растворе в 2 кирпича толщиной 0,525 м. Окна одинарные размером 2,35 х 1,2 м, количество их 12. Ворота деревянные двойные размером 2,8 х 3 м, их 4 и одни размером 2,2 х 2,2 м; одни двери деревянные размером 2,2 х 1,2. Перекрытие – настил из деревянных пластин толщиной 5 см. с толщиной утеплителя 120 мм. Температура в помещении +5°С, относительная влажность - 75%. Район Брест, средняя температура наружного воздуха в январе – -4,4°С и средняя абсолютная влажность наружного воздуха в январе 3,15 г/м3 Поголовье животных в овчарне: 1 группа -овцематки, живой массой 50 кг их количество 400 голов; 1. Расчет прихода тепла в помещении. Расчет количества тепла, выделяемого животными, ведут по таблице "Количество тепла, углекислого газа и водяного пара, выделяемых сельскохозяйственными животными и птицей" по графе "свободное тепло". От одной овцематки поступает тепла 123 ккал\ч Следовательно, от всех животных в помещение поступит свободного тепла Q жив. = 400 х 123 = 49200 ккал/ч). Приход тепла в зимнее время года от солнечной радиации и других источников (электролампочки и др.) незначителен и в расчет не принимается. 2. Расчет расхода тепла в помещении. 2.1. Расчет количества тепла, идущего па обогревание вентиляционного (наружного) воздуха. Q вен. = 0,24 х G х ∆t , где где 0,24- теплоемкость воздуха, т.е. количество тепла в ккал, расходуемое на нагревание 1 кг воздуха на ГС, ккал/кг/град; G - количество воздуха в кг, удаляемого из помещения вентиляцией или поступающего в него в течение часа в январе месяце, кг/ч; ∆t - разность между температурой воздуха внутри помещения и наружного воздуха, °С. При расчете G, во-первых проводят корректировку расчета объема вентиляции на самый холодный месяц (январь) Q 30800 L =--------- =---------------------- =3464,7 q1-qянв. 4,8975 –(-4,4) Во-вторых, необходимо объемные единицы перевести в весовые. 1 м воздуха при температуре 5°С и среднем барометрическом давлении 760 мм рт.ст. весит 1, 265 кг (таблица "Объемная масса воздуха (м3/кг) при различной температуре и различном барометрическом давлении"). G = 3464,7 х 1,265 =4382,8455 кг/ч At=5°C-(-4,4°C) = 9,4 °С. Расход тепла на обогревание поступающего воздуха будет равен Q вен. = 0,24 х 4382,8455х 9,4 = 9887,7 ккал/ч 2.2. Расчет расхода тепла на испарение влаги с поверхности пола и других ограждений (Q исп.) производят путем умножения количества испаряющейся с пола и других ограждений влаги на 0,595 ккал, т.е. на количество тепла в ккал, расходуемого на испарение 1 г влаги. Количество влаги, испаряющейся с пола и ограждающих конструкций здания, определяем в виде процентной надбавки от количества влаги, выделяемой всеми животными, находящимися в данном помещении. Эта величина составляет 2800 г/ч . Q исп. - 2800 х 0,595 = 1666 ккал/ч. 2.3. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции здания проводится по формуле: Q о.зд. = ∑k*F*∆t , где ∑ - показатель того, что все произведения k x F суммируются; к - коэффициент общей теплопередачи материала (в ккал/ч/м2/град); F - площадь ограждающей конструкции, м2; ∆t - разность между температурой внутреннего и наружного воздуха, °С. Теплопотери через ограждающие элементы здания определяют, дифференцировано: стен, окон, ворот и дверей, пола, чердачного перекрытия, так как их площадь и коэффициенты теплопередачи разные. Коэффициент общей теплопередачи (к) отдельных конструкций находят в таблице. Площадь ограждающих конструкций рассчитывается следующим образом: 1. Площадь потолка (помещение с чердачным перекрытием) - путем умножения внутренних размеров длины и ширины помещения. Площадь совмещенного (бесчердачного перекрытия) - путем умножения ширины покрытия на его длину и на количество сторон покрытия. 2. Площадь стен (помещение с чердачным перекрытием) - путем умножения наружного периметра помещения на высоту стен с учетом толщины потолка (совмещенного покрытия) за минусом площади окон и ворот. 3. Площадь пола - по зонам: 1 зона - до 2 метров от стен; 2 зона - от 2 метров до 4 метров; ' юна - от 4 метров. При этом, в первой 2-х метровой зоне площадь пола примыкающая к углам наружных стен, учитывается дважды, т.е. при определении площади этой зоны берут полностью длину обеих наружных стен, образующих углы (по внутреннему периметру). Для удобства расчетов цифровой материал целесообразно свести в таблицу.
Таким образом, теплопотери через ограждающие конструкции составляют 7228,2484ккал/ час. В зависимости от расположения здания к направлению господствующих ветров, по сторонам света и рельефу местности, помещение теряет дополнительно за счет обдувания еще 13 % тепла от теплопотерь ограждающих конструкций (стен, окон, ворот, дверей), т.е. (1122,6044 +1457,94 +772,304 ) х 0,13 = 435,87 ккал/ч..Следовательно, общий расход тепла, необходимого на нагрев всех ограждающих конструкций овчарни составит: 7228,2484ккал/ч + 435,87ккал/ч = 7664,1184 ккал/ч. все теплопотери в помещении: на обогрев вентиляционного воздуха – 9887,7 ккал/ч, на испарение влаги с поверхности пола и ограждающих конструкций 1666 ккал/ч, на обогрев ограждающих конструкций – 7664,1184 ккал/ч. Расход тепла равен 19217,8184 ккал/ч. Подставляя полученные данные в формулу теплового баланса ,определяем тепловой баланс помещения. 49000 ккал/ч = 9887,7 ккал/ч + 7664,1184 ккал/ч + 1666 ккал/ч Расчет показывает, что теплопоступления тепла превышает расход на 29782,1816ккал/ч, что свидетельствует о положительном тепловом балансе овчарни. Допускаются отклонения ± 10% к расчетным данным. Поголовье животных в тепляке: 1 группа -овцематки, живой массой 50 кг их количество 200 голов; 1. Расчет прихода тепла в помещении. Расчет количества тепла, выделяемого животными, ведут по таблице "Количество тепла, углекислого газа и водяного пара, выделяемых сельскохозяйственными животными и птицей" по графе "свободное тепло". От одной овцематки поступает тепла 123 ккал\ч Следовательно, от всех животных в помещение поступит свободного тепла Q жив. = 200 х 123 = 24600 ккал/ч). Приход тепла в зимнее время года от солнечной радиации и других источников (электролампочки и др.) незначителен и в расчет не принимается. 2. Расчет расхода тепла в помещении. 2.1. Расчет количества тепла, идущего па обогревание вентиляционного (наружного) воздуха. Q вен. = 0,24 х G х ∆t , где где 0,24- теплоемкость воздуха, т.е. количество тепла в ккал, расходуемое на нагревание 1 кг воздуха на ГС, ккал/кг/град; G - количество воздуха в кг, удаляемого из помещения вентиляцией или поступающего в него в течение часа в январе месяце, кг/ч; ∆t - разность между температурой воздуха внутри помещения и наружного воздуха, °С. При расчете G, во-первых проводят корректировку расчета объема вентиляции на самый холодный месяц (январь) Q 15400 L =--------- =---------------------- =1158,76 q1-qянв. 8,89–(-4,4) Во-вторых, необходимо объемные единицы перевести в весовые. 1 м воздуха при температуре 15°С и среднем барометрическом давлении 760 мм рт.ст. весит 1, 222 кг (таблица "Объемная масса воздуха (м3/кг) при различной температуре и различном барометрическом давлении"). G = 1158,76 х 1,222 =1416,01 кг/ч At=15°C-(-4,4°C) = 19,4 °С. Расход тепла на обогревание поступающего воздуха будет равен Q вен. = 0,24 х 1416,01х 19,4 = 6593,03 ккал/ч 2.2. Расчет расхода тепла на испарение влаги с поверхности пола и других ограждений (Q исп.) производят путем умножения количества испаряющейся с пола и других ограждений влаги на 0,595 ккал, т.е. на количество тепла в ккал, расходуемого на испарение 1 г влаги. Количество влаги, испаряющейся с пола и ограждающих конструкций здания, определяем в виде процентной надбавки от количества влаги, выделяемой всеми животными, находящимися в данном помещении. Эта величина составляет 2800 г/ч . Q исп. - 15400 х 0,595 = 9163 ккал/ч. 2.3. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции здания проводится по формуле: Q о.зд. = ∑k*F*∆t , где ∑ - показатель того, что все произведения k x F суммируются; к - коэффициент общей теплопередачи материала (в ккал/ч/м2/град); F - площадь ограждающей конструкции, м2; ∆t - разность между температурой внутреннего и наружного воздуха, °С. Теплопотери через ограждающие элементы здания определяют, дифференцировано: стен, окон, ворот и дверей, пола, чердачного перекрытия, так как их площадь и коэффициенты теплопередачи разные. Коэффициент общей теплопередачи (к) отдельных конструкций находят в таблице. Площадь ограждающих конструкций рассчитывается следующим образом: 1. Площадь потолка (помещение с чердачным перекрытием) - путем умножения внутренних размеров длины и ширины помещения. Площадь совмещенного (бесчердачного перекрытия) - путем умножения ширины покрытия на его длину и на количество сторон покрытия. 2. Площадь стен (помещение с чердачным перекрытием) - путем умножения наружного периметра помещения на высоту стен с учетом толщины потолка (совмещенного покрытия) за минусом площади окон и ворот. 3. Площадь пола - по зонам: 1 зона - до 2 метров от стен; 2 зона - от 2 метров до 4 метров; ' юна - от 4 метров. При этом, в первой 2-х метровой зоне площадь пола примыкающая к углам наружных стен, учитывается дважды, т.е. при определении площади этой зоны берут полностью длину обеих наружных стен, образующих углы (по внутреннему периметру).
Таким образом, теплопотери через ограждающие конструкции составляют 14916,39ккал/ час. В зависимости от расположения здания к направлению господствующих ветров, по сторонам света и рельефу местности, помещение теряет дополнительно за счет обдувания еще 13 % тепла от теплопотерь ограждающих конструкций (стен, окон, ворот, дверей), т.е. (2316,87 +3008,94 +1593,91 ) х 0,13 = 5919,72 ккал/ч..Следовательно, общий расход тепла, необходимого на нагрев всех ограждающих конструкций тепляка составит: 14916,39ккал/ч + 5919,72ккал/ч = 20836,11 ккал/ч. все теплопотери в помещении: на обогрев вентиляционного воздуха – 6593,03 ккал/ч, на испарение влаги с поверхности пола и ограждающих конструкций 9163 ккал/ч, на обогрев ограждающих конструкций – 20836,11 ккал/ч. Расход тепла равен 36592,03ккал/ч. Подставляя полученные данные в формулу теплового баланса ,определяем тепловой баланс помещения. 24600 ккал/ч = 6593,03 ккал/ч + 20836,11 ккал/ч + 9163 ккал/ч Расчет показывает, что расход тепла превышает теплопоступления на 11992,03ккал/ч, что свидетельствует об отрицательном тепловом балансе овчарни. Допускаются отклонения ± 10% к расчетным данным. При расчете теплового баланса в помещении очень важно определить, какая же температура воздуха будет внутри помещения при найденном балансе. Поэтому нужно определить разницу между температурой воздуха в помещении и температурой наружного воздуха, при которой приход тепла в помещении будет равен его расходу, т.е. определить ∆t нулевого баланса по следующей формуле: Ожив – Qисп. ∆t нб=---------------------- 0,24 х G х ∑k*F Подставляем ранее полученные данные в формулу 24600 -9163 ∆t нб=---------------------- = 13,93 0,24 х 1416,01 + 768,886 Следовательно, разность между температурой наружного воздуха и температурой внутри помещения равна 13,93°С, так как средняя январская температура в районе Бреста - -4,4°С, то температура воздуха в помещении будет равна (13,93°С -4,4°С)=9,53С, что не соответствует зоогигиеническим требованиям. Приведенные расчеты показывают, что температура воздуха в тепляке зимой будет снижаться ниже принятой на 5,47 °С. Сохранение нормального температурно-влажностного режима в помещении возможно при: A)обеспечении надежной работы системы канализации; Б) систематическом применении веществ, поглощающих влагу; B)обеспечении снижения общих теплопотерь через внешние ограждения. Если эти требования невыполнимы, то единственным выходом остается подогрев приточного вентиляционного воздуха, применив для этой цели отопительно-вентиляционные устройства (таблица "Вентиляционно-отопительное оборудование, рекомендуемое для комплектации систем обеспечения микроклимата животноводческих помещений"). Известно, что 1 кВт электроэнергии дает 860 ккал тепла. Для покрытия дефицита тепла требуется11992,03: 860 = 13,95 кВт/ч электроэнергии. Поэтому необходимо установить один электрокалорифер тина СФОА - 16 с. мощностью нагревателей 15 кВт (период работы 56 минут в час). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||