Оптимизация режима вентиляции в коровнике на 200 голов в городе Костанай

Рассчитать часовой объем вентиляции можно исходя из отраслевых нормативов воздухообмена в животноводческих помещениях для различных видов сельскохозяйственных животных. В этих нормативах дана норма воздухообмена (м3/ч на 1 кг или на 1 голову) для различных половозрастных групп животных в зимний, переходный и летний периоды.

Эти нормативы являются рекогносцировочными, так как они не учитывают продуктивность животных и особенности природно-климатических зон.

Используя ориентировочные нормы воздухообмена на 1 кг массы животного (Lкг) или на голову (Lг), можно сделать рекогносцировочный расчет вентиляции (без учета продуктивности животных и природно-климатической зоны) в зимний, переходный и летний периоды.

Расчет объема вентиляции по существующим отраслевым нормативам воздухообмена (Lн) производят по формуле:

Lн = n * m * Lкг

Для овец и лошадей расчет проводят по формуле:

Lн = n * Lг

где Lн - часовой объем вентиляции согласно отраслевым нормативам, м3/ч: 

n - количество животных, голов;

20

m - живая масса одной  головы, кг;

Lкг , Lг - отраслевые нормативы воздухообмена (норма воздухообмена) на 1 кг или на 1 голову, м3/ч. Кратность воздухообмена (Кр) определяют по формуле:

 

где L – часовой объем вентиляции м3/ч;

- объем помещения, м3.

При кратности воздухообмена меньше 3 выбирают вентиляцию с естественным побуждением тяги воздуха, при 3 – 5 с механическим побуждением тяги воздуха без подогрева, а при кратности более 5 – вентиляцию с механическим побуждением тяги воздуха и с подогревом.

 

2.  Задание на проектирование

 

Помещение для содержания 200 голов молодняка крупного рогатого скота 1-2 лет. Габариты помещения – длина 68 м, ширина – 12 м, высота – 3,0 м. вентиляция осуществляется через 3 вытяжные шахты, высотой 4 м и сечением 0,9х0,9 м.

Поголовье: телки с живой массой 220 кг – 75, телки с живой массой 320 кг – 89, телки с живой массой 350 кг – 36 голов.

 

     2.3  Расчет вентиляции

Расчетные параметры  наружного воздуха определяют по табл. 6.10-6.11:

- в зимний период: температура =  – 17,7ºС

влажность = 1,2 г/

- в переходный период: температура = – 8,7ºС

влажность = 2,25 г/

Расчетные параметры воздуха помещения определяют по табл. 6.12:

- в зимний период: температура = +8ºС

влажность = 80%

- в переходный период: температура = + 16ºС

влажность = 75%

Расчет удаления избытка водяных паров производится по формуле (18):

В данном случае одна телки живой массой 220 кг выделяет водяных паров 160 г/ч, массой 320 кг – 207 г/ч. и молодняк живой массой 350 кг - 229 г/ч (табл. 6.1).

С учетом поправочного коэффициента = 1,00 (табл. 6.6) животные выделяют водяных паров:

 г/ч

Испарение влаги с ограждающих конструкций рассчитывается по формуле:

 

где  – коэффициент, принимаемый в помещениях для крупного рогатого скота при содержании на глубокой подстилке – 0,05

  = 38667*0,05 = 1933 г/ч

Значит, количество водяных паров в зимний и переходный периоды составляет:

W = 38667+1933=40600 г/ч

Максимальная влажность воздуха (Е) составляет при температуре 10 ºС – 9,21 г/ (табл. 2.1). Исходя из формулы   в зимний период  составляет 9,21*0,80=7,368 г/ , а в переходный 9,21*0,75=6,91 г/ .

Отсюда:

в зимний период  =  ;

в переходный период  =  .

Часовой объем вентиляции необходимо проверить также и по углекислоте. Расчет производится по формуле   ,

В данном случае К = (75*44) + (89*62) + (36*70) = 11338 л/ч. Допустимая концентрация углекислого газа в коровнике составляет 0,25%, то есть = 2,5 л/ , а величина постоянная и она равна 0,03% (0,3 л/ ).

 

Сравнивая результаты расчета по водяным парам и углекислоте для зимнего периода, необходимо сделать вывод, что часовой объем вентиляции по углекислоте не сможет обеспечить удаление избытков водяных паров в коровнике зимой, и поэтому за основу расчета принимаем данные, полученные по водяным парам.

Результаты данных расчетов показывают, что для обеспечения оптимальных параметров микроклимата в коровнике необходим следующий часовой объем вентиляции:

В зимний период- ;

В переходный период- .

Суммарная живая масса животных в помещении составляет:

(220*75)+(320*89)+(350*36)=57580 кг.

Отсюда следует, что расчетная норма воздухообмена на 1 кг живой массы составит:

В зимний период-(6582:57580)=0,11;

В переходный период-(8731:57580)=0,15;

Расчет часового объема вентиляции по отраслевым нормам проводится по формуле .  В данном случае количество коров ( ) – 200, живая масса ( ) – 220 кг, 320 кг и 350 кг, отраслевые нормативы воздухообмена для коров – 0,17 в зимний период, и 1,20  в переходный период на 1 кг живой массы (табл. 6.12).

Согласно отраслевым нормативам часовой объем вентиляции должен составлять:

зимой = ((220*75)+(320*89)+(350*36))*0,17 = 9788,6 ;

в переходный период =((220*75)+(320*89)+(350*36))*1,20 =  .

Однако эти данные получены без учета продуктивности животных и природно-климатических условий данной зоны. После определения часового объема вентиляции необходимо рассчитать площадь всех вытяжных каналов по формуле:

 

Скорость движения воздуха в вытяжном канале зависит от его высоты и разности температуры внутреннего и наружного воздуха. Скорость движения воздуха определяют по формуле:

V = = 1,73 м/с в зимний период,

 м/с в переходный  период.

Отсюда рабочее сечение шахт высотой 6 метров должно составлять:

зимой    или 1;

в переходный период  или 2.

Приняв площадь сечения одной вытяжной шахты ( 0,9 * 0,9 ) = 0,81 , находим что при высоте 6 метров количество работающих шахт зимой должно быть ( 1,05/ 0,81 ) = 1,2, а в переходный период ( 1,5 / 0,81 ) = 1,9.

Для определения кратности воздухообмена необходимо определить объем помещения.

В данном случае он равен 2448 . Исходя из этого, кратность воздухообмена составляет:

В зимний период раз.

В переходный период раз.

При такой кратности воздухообмена можно применять вентиляцию с механическим  побуждением тяги воздуха без подогрева.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Определение фактического воздухообмена в помещении

Объем удаляемого (или поступающего) воздуха из помещения определяют для каждой шахты по формуле:

L = S * V * 3600

где L – часовой объем вентиляции, осуществляемый через вытяжную шахту (канал), м3/ч;

S – площадь сечения шахты, м2;

V – скорость движения воздуха в шахте, м/с;

3600 – количество секунд  в 1 ч.

Площадь сечения шахты дана по условию задачи и составляет:

(0,9 * 0,9) = 0,81

Скорость движения воздуха в шахте определяется по формуле:

 

V = = 1,41 м/с в зимний период,

 м/с в переходный  период, отсюда:

L = 0,81 * 1,41* 3600 = 4111,6 м3/ч в зимний период;

L = 0,81 * 1,35 * 3600 = 3936,6 м3/ч в переходный период.

Так как вентиляция осуществляется через 3 шахты, то L зимой составит 12334,8 м3/ч, а в переходный период – 11809,8 м3/ч. Общая масса животных в коровнике равна 57580 кг или 575,8 ц. Отсюда следует, что воздухообмен в коровнике составляет на 1 ц массы:

12334 / 575,8 = 21,4 м3/ч зимой;

11809/ 575,8 = 20,5 м3/ч в переходный период.

Фактический воздухообмен в коровнике для зимнего периода = 17/21,4=0,8 м3/ч, и для переходного = 120/20,5=5,8 м3/ч. В таких условиях будет значительное ухудшение параметров микроклимата (влажность, концентрация вредных газов и др.) и как следствие снижение резистентности организма и продуктивности животных.

L по отраслевым нормам для зимнего периода составит:

57580*0,17=9789

L по отраслевым нормам для переходного периода составит:

57580*0,35=20153

 

2.5 Обсуждение  результатов

 

Показатели	Данные
	фактические	по расчету	по отраслевым нормам
LЗ	12334,8 м3/ч		9789
LП	11809,8 м3/ч		20153
VЗ	1,41 м/с	1,73 м/с
VП	1,35м/с	м/с
Норма воздухообмена	зим.п.:0,11; пер.п.:0,15		зим.п.:0,17; пер.п.:1,2
S	2,43
H	4 м	6м	4м
Количество шахт	3	1
Кратность воздухообмена	5,03   4,8	В зимний период раз. В переходный период раз.

 

 

Заключение

При написании курсовой работы мной были применены в расчетах проверки воздухообмена по выделению водяных паров в воздух коровника и углекислого газа в сравнении с нормами.

В помещении установлено 4 шахты с площадью сечения 0,81 м2, что в полной мере обеспечивает вентиляцию данного помещения. Часовой объем вентиляции подает достаточно воздуха, что положительно влияет на продуктивность и резистентность животных. В данном помещении можно установить 2 вытяжные шахты, высотой 4 метров и площадью сечения 0,81 м2, которые могут обеспечить оптимальную вентиляцию в помещении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  использованной  литературы

 

1. Антонов П. П. Микроклимат на фермах и комплексах. М.: Россельхозиздат, 1975. Баланин В. И. Зоогигиенический контроль микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях. Л.:  Агропромиздат,   1988.
2. Волков Г.К., Гигиена крупного рогатого скота на промышленных комплексах.- Москва: Россельхозиздат, 1978.- 58 с.
3. Волков Г. К. и др. Ветеринарно-санитарные и зоогигиенические проблемы промышленного животноводства. М.: Колос, 1979.
4. Гигиена содержания животных. – справочник, - СПб: Лань, 2003 г.
5. Учебник “Гигиена животных". Кузнецов А.Ф. и др. – М.: Колос, 2001 г.
6. Кондратьева А.И., Кельдюшева И.Я. Микроклимат на животноводческих фермах и комплексах. Алматы: Кайпар, 1983.
7. Семенюта А.Т., Гигиена содержания крупного рогатого скота.- Москва: Колос, 1979.- 7 с.

8. Гершун В.И., Туякова Р.К.  – Практикум по ветеринарной гигиене, Костанай, 2007

9. Баланин В.И., Кузнецов А.Ф., Справочник по ветеринарной гигиене.- Москва: Колос, 1984.- 31 с.

10. Мурусидзе Д.Н. Оборудование для создания микроклимата на фермах. М.: Колос, 1979.

11. Галкин А.Ф. Основы проектирования животноводческих ферм. М.: Колос. 1975

12. Практикум по зоогигиене с основами проектирования животноводческих объектов. Кузнецов А.Ф и др. – М.: Колос, 2006 г.