Костромская порода коров: характеристика КРС, содержание и разведение, уход

Министерство Сельского Хозяйства РФ

Федеральное государственное образовательное
учреждение высшего профессионального образования

Алтайский Государственный Аграрный Университет

КАФЕДРА: МЕХАНИЗАЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА

РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ

ЖИВОТНОВОДСТВА»

ТЕМА

КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОЙ

ФЕРМЫ – КРС

Выполнил

студент
243 гр

Штергель
П.П

Проверил

Александров
И.Ю

БАРНАУЛ
2021г.

АННОТАЦИЯ

В данной курсовой работе произведён выбор основных
производственных зданий для размещения животных стандартного типа.

Основное внимание уделено вопросам разработки
схемы механизации производственных процессов, выбору средств механизации на
основе технологических и технико-экономических расчётов.

ВВЕДЕНИЕ

Повышение уровня качества продукции и
обеспечение соответствия её показателей качества нормам является важнейшей
задачей, решение которой немыслимо без наличия квалифицированных специалистов.

В данной курсовой работе приведены расчёты
скотомест на ферме, выбор зданий и сооружений для содержания животных,
разработка схемы генерального плана, разработка механизации производственных
процессов включающая в себя:

-Проектирование
механизации подготовки кормов: суточные рационы каждой группы животных, количество
и объем хранилищ кормов, производительность кормоцеха.

– Проектирование механизации раздачи кормов:
требуемая производительность поточной технологической линии раздачи кормов,
выбор кормораздатчика, количество кормораздатчиков.

– Водоснабжение фермы: определение потребности в
воде на ферме, расчёт наружной сети водопровода, выбор водонапорной башни,
выбор насосной станции.

– Механизация уборки и утилизации навоза: расчёт
потребности в средствах удаления навоза, расчёт транспортных средств для
доставки навоза в навозохранилище;

Вентиляция и отопление: расчёт вентиляции и
отопления помещения;

– Механизация доения коров и первичной обработки
молока.

Приведены расчеты экономических показателей,
изложены вопросы по охране природы.

1. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА

.1 РАЗМЕЩЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗОН И ПРЕДПРИЯТИЙ

Плотность застройки площадок
сельскохозяйственными предприятиями регламентируется данными. [1] табл. 12.

Минимальная плотность застройки составляет 51-
55%

Ветеринарные учреждения (за исключением
ветсанпропускников), котельные, навозохранилища открытого типа строят с
подветренной стороны по отношению к животноводческим зданиям и сооружениям.

Выгульно-кормовые дворы или выгульные площадки
располагают у продольных стен здания для содержания скота.

Хранилища кормов и подстилки строят с таким
расчётом, чтобы обеспечивались кратчайшие пути, удобство и простота механизации
подачи подстилки и кормов к местам использования.

Ширина проездов на площадках
сельскохозяйственных предприятий рассчитывается из условий наиболее компактного
размещения транспортных и пешеходных путей, инженерных сетей, полос деления с
учётом возможного заноса снегом, но она не должна быть менее противопожарных,
санитарных и зооветеринарных расстояний между противостоящими зданиями и
сооружениями.

На участках, свободных от застройки и покрытий,
а также по периметру площадки предприятия следует предусмотреть озеленение.

2. Выбор
зданий для содержания животных

Количество скотомест для предприятия крупного
рогатого скота молочно-товарного направления, 90% коров в структуре стада,
рассчитывается с учётом коэффициентов приведённых в таблице 1. [2] стр. 67.

Таблица 1. Определения количества скотомест на
предприятии

На основании расчетов выбираем 2 коровника на
200 голов привязного содержания.

Новотельные и глубокостельные с телятами
профилакторного периода находятся в родильном отделении.

3. Приготовление и
раздача кормов

На ферме КРС будем использовать следующие виды
кормов: сено разнотравные, солому, силос кукурузный, сенаж, концентраты (мука
пшеничная), корнеплоды, соль поваренная.

Исходными данными для разработки этого вопроса
являются:

поголовье фермы по группам животных (см. раздел
2);

рационы каждой группы животных:

.1 Проектирование
механизации подготовки кормов

Разработав суточные рационы каждой группы
животных и зная их поголовье, приступаем к расчёту требуемой производительности
кормоцеха, для чего рассчитываем суточный рацион кормов, а так же количество
хранилищ.

.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНЫЙ РАЦИОН КОРМОВ КАЖДОГО
ВИДА ПО ФОРМУЛЕ

q _{сут i =}

m_j
– поголовье j – той группы
животных;

a_ij
– количество кормов i – того вида
в рационе j – той группы
животных;

n – количество групп
животных на ферме.

Сено разнотравное:

qсут.10 = 4∙263 4∙42 3∙42 3·45=1523
кг.

Силос кукурузный:

qсут.2 = 20∙263 7,5·42 12·42 7,5·45=6416,5
кг.

Сенаж бобово-злаковый:

qсут.3 =
6·42 8·42 8·45=948 кг.

Солома яровой пшеницы:

qсут.4 = 4∙263 42 45=1139
кг.

Мука пшеничная:

qсут.5 = 1,5∙42 1,3·45 1,3∙42 263·2
=702,1 кг.

Соль поваренная:

qсут.6 = 0,05∙263 0,05∙42
0,052∙42 0,052∙45 =19,73 кг.

.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
КОРМОЦЕХА

Q_сут. =
∑ q_сут.

Q_сут. =1523 6416,5 168 70,2 948 19,73 1139=10916
кг

.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
КОРМОЦЕХА

Q_тр. =
Q_сут./(Т_раб.∙d)

где Т_раб. – расчетное время работы
кормоцеха для выдачи корма на одно кормление (линии выдачи готовой продукции),
ч.;

Т_раб. = 1,5 – 2,0 ч.; Принимаем Т_раб.
= 2ч.; d – кратность
кормления животных, d
=
2 – 3. Принимаем d = 2.

Q_тр.
=10916/(2·2)=2,63 кг/ч.

Выбираем кормоцех ТП 801 – 323, обеспечивающий
расчётную производительность и принятую технологию обработки кормов , [3] стр.
66.

Доставка кормов к животноводческому помещению и
их раздача внутри помещения осуществляется мобильным техническим средством РММ
5,0

3.1.4 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
ПОТОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ РАЗДАЧИ КОРМОВ В ЦЕЛОМ ДЛЯ ФЕРМЫ

Q_тр. =
Q_сут./(
t_разд.∙d)

где t_разд.
-время, отводимое по распорядку дня фермы на раздачу кормов (линии выдачи
готовой продукции), ч.;

t_разд.
= 1,5 – 2,0 ч.; Принимаем t_разд
= 2ч.; d – кратность
кормления животных, d = 2 – 3.
Принимаем d = 2.

Q_тр.
= 10916/(2·2)=2,63 т/ч.

3.1.5 определяем
фактическую производительность одного кормораздатчика

Gк –
грузоподъемность кормораздатчика, т; tр
– длительность одного рейса, ч.

Q
^р_ф
=3300/0,273=12088
кг/ч

t_р.=
t_з
t_д
t_в
,

tр =
0,11 0,043 0,12=0,273 ч.

где tз,tв
– время загрузки и выгрузки кормораздатчика, т; tд
– время движения кормораздатчика от кормоцеха к животноводческому помещению и
обратно, ч.

3.1.6 определяем время
загрузки кормораздатчика

tз= Gк/Qз
,

где Qз
– подача технического средства на погрузке, т/ч.

tз=3300/30000=0,11
ч.

3.1.7 определяем время
движения кормораздатчика от кормоцеха к животноводческому помещению и обратно

tд=2·Lср/Vср

где Lср
– среднее расстояние от места загрузки кормораздатчика до животноводческого
помещения, км; Vср – средняя
скорость движения кормораздатчика по территории фермы с грузом и без груза,
км/ч.

tд=2*0,5/23=0,225 ч.

tв= Gк/Qв
,

где Qв
– подача кормораздатчика, т/ч.

tв=3300/27500=0.12
ч.в=
qсут
·Vр/a
· d ,

где а – длина одного кормо-места, м; Vр
– расчетная скорость кормораздатчика, м/с; qсут
– суточный рацион животных; d
– кратность кормления.

Qв=
33·2/0,0012·2=27500 кг

3.1.7 Определяем
количество кормораздатчиков выбранной марки

z = Qтр/

z =
2729/12088=0,225 , принимаем- z =1

.2 ВОДОСНАБЖЕНИЕ

.2.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ СРЕДНЕСУТОЧНЫЙ
РАСХОД ВОДЫ НА ФЕРМЕ

Потребность в воде на ферме зависит
от количества животных и норм водопотребления, установленных для
животноводческих ферм.

Q_ср.сут.
= m₁q₁
m₂q₂
… m_nq_n

где m₁,
m₂,…
m_n – число каждого
вида потребителей, голов;

q₁,
q₂,
… q_n – суточная норма
потребления воды одним потребителем, (для коров – 100 л, для нетелей – 60 л);

Q_ср.сут
= 263∙100 42∙100 45∙100 42∙60 21·20=37940 л/сут.

.2.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ МАКСИМАЛЬНЫЙ СУТОЧНЫЙ РАСХОД
ВОДЫ

Q_m.сут.
= Q_ср.сут.∙
α₁

где α₁
= 1,3 – коэффициент суточной неравномерности,

Q_m.сут
= 37940∙1,3 =49322 л/сут.

Колебания расхода воды на ферме по часам суток
учитывают коэффициентом часовой неравномерности α₂
=2,5:

Q_m.ч
= Q_m.сут∙∙α₂
/
24

Q_m.ч
= 49322∙2,5 / 24 =5137,7 л/ч.

.2.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ МАКСИМАЛЬНЫЙ СЕКУНДНЫЙ РАСХОД
ВОДЫ

Q_m.с
= Q_т.ч
/ 3600

Q_m.с
=5137,7/3600=1,43 л/с

.2.4 РАСЧЁТ НАРУЖНОЙ СЕТИ ВОДОПРОВОДА

Расчёт наружной сети водопровода сводится к
определению диаметров труб и потерь напора в них.

.2.4.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ДИАМЕТР ТРУБЫ ДЛЯ КАЖДОГО
УЧАСТКА

d =

где v
– скорость воды в трубах, м/с, v
= 0,5-1,25 м/с. Принимаем v
= 1 м/с.

участок 1-2 протяженность – 50 м.

d = 0,042м,
принимаем d = 0,050 м.

.2.4.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ПО ДЛИНЕ

h_т =

где λ
– коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий от материала и диаметра
труб (λ
= 0,03); L = 300 м – длина
трубопровода; d – диаметр
трубопровода.

h_т=0,48
м

.2.4.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ВЕЛИЧИНУ ПОТЕРЬ В МЕСТНЫХ
СОПРОТИВЛЕНИЯХ

Величина потерь в местных сопротивлениях
составляет 5 – 10% от потерь по длине наружных водопроводов,

h_м = = 0,07∙0,48=
0,0336 м

Потери напора

h = h_т
h_м
= 0,48 0,0336 = 0,51 м

.2.5 ВЫБОР ВОДОПРОВОДНОЙ БАШНИ

Высота водонапорной башни должна обеспечить
необходимый напор в наиболее удалённой точке.

.2.5.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ВЫСОТУ ВОДОПРОВОДНОЙ БАШНИ

H_б
= H_св
H_г
h

где H_св
– свободный напор у потребителей, H_св
= 4 – 5 м,

принимаем H_св
= 5 м,

H_г
– геометрическая разность нивелирных отметок в фиксирующей точке и в месте
расположения водонапорной башни, H_г
= 0, т. к. местность ровная,

h – сумма потерь
напора в наиболее удалённой точке водопровода,

H_б
= 5 0,51= 5,1 м, принимаем H_б
= 6,0 м.

.2.5.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ОБЪЁМ ВОДОПРОВОДНОГО БАКА

Объем водонапорного бака определяется
необходимым запасом воды на хозяйственно-питьевые нужды, противопожарные
мероприятия и регулирующим объемом.

W_б
= W_р
W_п
W_х

где W_х
– запас воды на хозяйственно – питьевые нужды, м³ ;

W_п
– объём на противопожарные мероприятия, м³ ;

W_р
– регулирующий объём.

Запас воды на хозяйственно – питьевые нужды
определяется из условия бесперебойного водоснабжения фермы в течение 2 ч на
случай аварийного отключения электроэнергии:

W_х
= 2Q_т.ч.
= 2∙5137,7∙10^-3 = 10,2 м

На фермах с поголовьем более 300 голов
устанавливаются специальные противопожарные резервуары, рассчитанные на тушение
пожара двумя пожарными струями в течение 2 ч с расходом воды 10 л/с, поэтому W_п
=72000 л.

Регулирующий объём водонапорной башни зависит от
суточного потребления воды [3], табл. 28:

W_р
= 0,25∙49322∙10^-3 = 12,5 м³ .

W_б
= 12,5 72 10,2 = 94,4 м³.

Принимаем: 2 башни объёмом резервуара 50 м³

3.2.6 ВЫБОР НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

Выбираем тип водоподъёмной установки: принимаем
центробежный погружной насос для подачи воды из буровых колодцев.

.2.6.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ НАСОСНОЙ
СТАНЦИИ

Производительность насосной станции зависит от
максимальной суточной потребности в воде и режима работы насосной станции.

Q_н
= Q_m.сут./Т_н

где Т_н-время работы насосной станции,
ч. Т_н = 8-16 ч.

Q_н
=49322/10 =4932,2 л/ч.

.2.6.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОЛНЫЙ НАПОР НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

Н = Н_гв h_в
Н_гн h_н

где Н – полный напор насоса, м; Н_гв –
расстояние от оси насоса до наименьшего уровня воды в источнике, Н_гв
= 10 м; h_в
– величина погружения насоса, h_в
= 1,5…2 м, принимаем h_в
= 2 м; h_н
– сумма потерь во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м

h_н
= h_вс
h

где h
– сумма потерь напора в наиболее удалённой точке водопровода; h_вс
– сумма потерь напора во всасывающем трубопроводе, м, можно пренебречь

ферма балансовый производительность оборудование

h_н
= 0,51 м

Н_гн = Н_б ± Н_z
Н_р

где Н_р – высота бака, Н_р =
3 м; Н_б – высота установки водонапорной башни, Н_б = 6м; Н_z
– разность геодезических отметок от оси установки насоса до отметки фундамента
водонапорной башни, Н_z
= 0 м:

Н_гн = 6,0 0 3 = 9,0 м.

Н = 10 2 9,0 0,51 = 21,51 м.

По Q_н
=4932,2 л/ч = 4,9322м³/ч., Н = 21,51 м. выбираем насос:

Берём насос 2ЭЦВ6-6,3-85.

Т.к. параметры выбранного насоса превышают
расчетные, то насос будет загружен не полностью; следовательно, насосная
станция должна работать в автоматическом режиме (по мере расхода воды).

.3 УБОРКА НАВОЗА

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

.3.1 РАСЧЁТ ПОТРЕБНОСТИ В СРЕДСТВАХ УДАЛЕНИЯ
НАВОЗА

От принятой технологии уборки и утилизации
навоза существенно зависит стоимость животноводческой фермы или комплекса и,
следовательно, продукции.

.3.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ КОЛИЧЕСТВО НАВОЗНОЙ МАССЫ
ПОЛУЧАЕМОЙ ОТ ОДНОГО ЖИВОТНОГО

G₁
= α(K
M) П

где K,
M – суточное
выделение кала и мочи одним животным,

П – суточная норма подстилки на одно животное,

α – коэффициент,
учитывающий разбавление экскрементов водой;

Суточное выделение кала и мочи одним животным,
кг:

Дойные = 70,8кг.

Сухостойные = 70,8кг

Новотельные = 70,8кг

Нетели = 31,8кг.

Телята = 11,8

.3.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНЫЙ ВЫХОД НАВОЗА С ФЕРМЫ

G_сут. =

m_i
– поголовье животных однотипной производственной группы; n
– количество производственных групп на ферме ,

G_сут.
= 70,8∙263 70,8∙45 70,8∙42 31,8∙42 11,8·21=26362,8 кг/ч
≈ 26,5 т/сут.

.3.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ГОДОВОЙ ВЫХОД НАВОЗА С ФЕРМЫ

G_г
= G_сут∙D∙10^-3

где D
– число дней накопления навоза, т. е. продолжительность стойлового периода, D
= 250 дней,

G_г
=26362,8∙250∙10^-3 =6590,7 т

3.3.1.4 ВЛАЖНОСТЬ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА

W_н =

где W_э
– влажность экскрементов (для КРС – 87%),

W_н =  = 89%.

Для нормальной работы механических
средств удаления навоза из помещения должно выполнятся условие:

Q_тр ≤ Q

где Q_тр – требуемая
производительность навозоуборочного средства в конкретных условиях; Q – часовая
производительность того же средства по технической характеристике

Q_тр =

где G_c^*
– суточный выход навоза в животноводческом помещении (на 200гол),

G_c^*
=14160 кг, β = 2- принятая
кратность уборки навоза, T
– время на разовую уборку навоза, Т =0,5-1ч, принимаем Т =1ч, μ
– коэффициент, учитывающий неравномерность разового количества навоза,
подлежащего уборке, μ = 1,3; N
– количество механических средств, устанавливаемых в данном помещении, N
=2,

Q_тр = = 2,7 т/ч.

Выбираем транспортер
ТСН-3,ОБ(горизонтальный)

Q=4,0-5,5
т/ч. Т.к Q_тр ≤ Q – условие
выполняется.

.3.2 РАСЧЁТ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ
ДОСТАВКИ НАВОЗА В НАВОЗОХРАНИЛИЩЕ

Доставка навоза в навозохранилище
будет вестись мобильными техническими средствами, а именно трактором МТЗ – 80 с
прицепом 1- ПТС 4.

.3.2.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МОБИЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

Q_тр.
= G_сут./Т

где G_сут.
=26,5 т/ч. – суточный выход навоза с фермы; Т = 8 ч. – время работы
технического средства,

Q_тр. =
26,5/8 = 3,3 т/ч.

.3.2.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ФАКТИЧЕСКУЮ РАСЧЁТНУЮ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА ВЫБРАННОЙ МАРКИ

где G
= 4 т – грузоподъёмность технического средства, т. е. 1 – ПТС – 4;

t_р
– длительность одного рейса:

t_р
= t_з
t_д
t_в

где t_з
= 0,3 – время загрузки, ч; t_д
= 0,6 ч – время движения трактора от фермы к навозохранилищу и обратно, ч; t_в
= 0,08 ч – время выгрузки, ч;

t_р
= 0,3 0,6 0,08 = 0,98 ч.

4/0,98 = 4,08 т/ч.

.3.2.3 РАСЧИТЫВАЕМ КОЛИЧЕСТВО
ТРАКТОРОВ МТЗ – 80 С ПРИЦЕПОМ

– ПТС-4

z
=
3,3/4,08 = 0,8 , принимаем z
= 1.

.3.2.4 РАСЧИТЫВАЕМ ПЛОЩАДЬ НАВОЗОХРАНИЛИЩА

Для хранения подстилочного навоза применяют
площадки с твердым покрытием, оборудованные жижесборниками.

Площадь хранилища для твердого навоза
определяется по формуле:

S=G
_г/hρ

где ρ-
объемная масса навоза, т/м³; h-
высота укладки навоза (обычно 1,5-2,5м).

S=6590/2,5∙0,25=10544
м³.

.4 ОЕСПЕЧЕНИЕ МИКРОКЛИМАТА

Для вентиляции животноводческих помещений
предложено значительное количество различных устройств. Каждая из вентиляционных
установок должна отвечать следующим требованиям: поддерживать необходимый
воздухообмен в помещении, быть, возможно, дешёвой в устройстве, эксплуатации и
широко доступной в управлении.

При выборе вентиляционных установок необходимо
исходить из требований бесперебойного обеспечения животных чистым воздухом.

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

Определяем кратность часового воздухообмена:

К = V_w/V_п

где V_w
– количество влажного воздуха, м³/ч;

V_п
– объём помещения, V_п
= 76×27×3,5
=7182 м³.

V_п
– объём помещения, V_п
= 76×12×3,5
=3192 м³.

V_w =

C – количество
водяных паров, выделяемых одним животным, C
= 380 г/ч.

m – количество
животных в помещении, m₁=200;
m₂
=100 г; C₁
– допустимое количество водяного пара в воздухе помещения, C₁
= 6,50 г/м³, [1]; C₂
– содержание влаги в наружном воздухе в данный момент , C₂
= 3,2 – 3,3 г/м³.

принимаем C₂
= 3,2 г/м³.

V_{w 1}=  = 23030 м³/ч.

V_w2 =  = 11515 м³/ч.

К1 = 23030/7182 =3,2 т.к. К > 3,

К2 = 11515/3192 = 3,6 т.к. К > 3,

Vсо₂
= ;

Р – количество углекислоты, выделяемое одним
животным, Р = 152,7 л/ч.

m – количество
животных в помещении, m₁=200;
m₂=100
г; Р₁ – предельно допустимое количество углекислоты в воздухе
помещения, Р₁ = 2,5 л/м³, [3] табл. 2,5; Р₂ –
содержание углекислоты в свежем воздухе, Р₂ = 0,3 0,4 л/м³,
принимаем Р₂ = 0,4 л/м³.

V1со₂ =
 = 14543 м³/ч.

V2со₂ =
 = 7271 м³/ч.

К1 = 14543/7182 = 2,02 т.к. К <
3.

К2 = 7271/3192 = 2,2 т.к. К < 3.

Расчет ведем по количеству водяных
паров в коровнике, применяем принудительную вентиляцию без подогрева,
подаваемого воздуха.

.4.1 ВЕНТИЛЯЦИЯ С ИСКУССТВЕННЫМ ПОБУЖДЕНИЕМ
ВОЗДУХА

Расчет вентиляции с искусственным побуждением
воздуха производится при кратности воздухообмена К > 3.

3.4.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОДАЧУ ВЕНТИЛЯТОРА

де К_в – число вытяжных каналов:

К_в = S_в/S_к

S_к
– площадь одного вытяжного канала, S_к
= 1×1
= 1 м²,

S_в
– требуемая площадь сечения вытяжного канала, м²:

S_в =

V – скорость
движения воздуха при прохождении через трубу определенной высоты и при
определенной разнице температур, м/с:

V =

h- высота канала, h
= 3 м; t_вн
– температура воздуха внутри помещения,

t_вн
= 3 ^oC;
t_нар –
температура воздуха снаружи помещения, t_нар
= – 25 ^оС;

V = = 1,22 м/с.

V_n = S_к∙V∙3600
= 1 ∙ 1,22∙3600 = 4392 м³/ч;

S_в1 =  = 5,2 м²
.

S_в2 =  = 2,6 м²
.

К_в1 = 5,2/1 = 5,2
принимаем К_в = 5 шт,

К_в2 = 2,6/1 = 2,6
принимаем К_в = 3 шт,

= 9212 м³/ч.

Т.к. Q_в1 < 8000 м³/ч,
то выбираем схему с одним вентилятором.

= 7677 м³/ч.

Т.к. Q_в1 > 8000 м³/ч,
то с несколькими.

.4.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ДИАМЕТР
ТРУБОПРОВОДА

где V_т
– скорость воздуха в трубопроводе, V_т
= 12 – 15 м/с, принимаем

V_т
= 15 м/с,

 = 0,46 м, принимаем D = 0,5 м.

 = 0,42 м, принимаем D = 0,5 м.

.4.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ОТ
СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРЕНИЮ В ПРЯМОЙ КРУГЛОЙ ТРУБЕ

H_тр =

где λ
– коэффициент сопротивления трению воздуха в трубе, λ
= 0,02; L длина трубопровода
, м, L = 152 м; ρ
– плотность воздуха, ρ = 1,2 – 1,3
кг/м³, принимаем ρ
= 1,2 кг/м³:

H_тр = = 821 м,

.4.1.4 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ОТ
МЕСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

h_мс =

где ∑ξ
– сумма коэффициентов местных сопротивлений, [3] таб. 56:

∑ξ = 1,10 0,55
0,2 0,25 0,175 0,15 0,29 0,25 0,21 0,18 0,81 0,49 0,25
0,05 1 0,3 1 0,1 3 0,5 = 10,855,

h_мс =  = 1465,4 м.

.4.1.5 ОБЩИЕ ПОТЕРИ НАПОРА В
ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЕ

Н = Н_тр h_мс

Н = 821 1465,4 = 2286,4 м.

Выбираем два центробежных вентилятора № 6 Q_в
= 2600 м³/ч, с табл. 57.

.4.2 РАСЧЁТ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ

Кратность часового воздухообмена:

где, V_W–
воздухообмен животноводческого помещения,

 – объём помещения.

Воздухообмен по влажности:

 м³/ч

где, –
воздухообмен водяных паров (Табл. 45, [1]);

– допустимое
количество водяного пара в воздухе помещения;

– масса 1м³
сухого воздуха, кг. (таб.40)

 – количество
насыщающих паров влаги на 1 кг сухого воздуха, г;

 – максимальная
относительная влажность, % (таб. 40-42);

– содержание влаги
в наружном воздухе.

Т.к. К<3 – применяем естественную циркуляцию.

Расчет величины требуемого воздухообмена по
содержанию углекислоты

м³/ч

где Р_m
– количество углекислоты, выделяемое одним животным в течение часа, л/ч;

Р₁ – предельно допустимое количество
углекислоты в воздухе помещения, л/м³;

Р₂ – содержание углекислоты в свежем
( приточном) воздухе, л/м³;

Р₂=0,4 л/м³.

м³/ч.

Т.к. К<3 – выбираем естественную вентиляцию.

Расчеты ведем при К=2,9.

Площадь сечения вытяжного канала:

, м²

где, V
– скорость движения воздуха при прохождении через трубу м/с:

где, высота
канала.

температура воздуха
внутри помещения.

 температура
воздуха с наружи помещения.

м².

Производительность канала имеющего площадь
сечения:

м³/с

 м³/с;

м³.

Число каналов

 шт.

3.4.3 Расчёт отопления
помещения

.4.3.1 Расчет отопления
помещения для коровника, в котором находится 200 голов

Дефицит теплового потока для отопления
помещения:

где  поток
теплоты, проходящий сквозь ограждающие строительные конструкции;

поток теплоты,
теряемый с удалённым воздухом при вентиляции;

случайные потери
потока тепла;

поток теплоты,
выделяемый животными;

где, коэффициент
теплопередачи ограждающих строительных конструкций ( таб. 52);

площадь
поверхностей, теряющих поток теплоты, м²: площадь стен – 457;
площадь окон – 51; площадь ворот – 48; площадь чердачного перекрытия – 1404.

где, объёмная
теплоёмкость воздуха.

Дж/ч.

 Дж/ч.

где, q
=3310 Дж/ч- поток теплоты, выделяемый одним животным, (табл. 45).

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

Т.к. дефицит теплового потока получился
отрицательный, то подогрев помещения не требуется.

3.4.3.2 Расчет
отопления помещения для коровника, в котором находится 150 голов

Дефицит теплового потока для отопления
помещения:

Дж/ч.

где  поток
теплоты, проходящий сквозь ограждающие строительные конструкции;

поток теплоты,
теряемый с удалённым воздухом при вентиляции;

случайные потери
потока тепла;

поток теплоты,
выделяемый животными;

где, коэффициент
теплопередачи ограждающих строительных конструкций ( таб. 52);

площадь
поверхностей, теряющих поток теплоты, м²: площадь стен – 457;
площадь окон – 51; площадь ворот – 48; площадь чердачного перекрытия – 1404.

где, объёмная
теплоёмкость воздуха.

Дж/ч.

 Дж/ч.

где, q
=3310 Дж/ч- поток теплоты, выделяемый одним животным, (табл. 45).

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

Т.к. дефицит теплового потока получился
отрицательный, то подогрев помещения не требуется.

3.4 Механизация доения
коров и первичной обработки молока

Количество операторов машинного доения:

шт

где, количество
дойных коров на ферме;

шт.- количества
голов на одного оператора при доении в молокопровод;

Принимаем 7 операторов.

.6.1 Первичная
обработка молока

Производительность поточной линии:

 кг/ч

где, коэффициент
сезонности поступления молока;

 – количество
дойных коров на ферме;

средний годовой
удой одной коровы , (таб. 23) /2/;

 кратность дойки;

– длительность
дойки;

кг/ч.

Выбор охладителя по поверхности теплообмена:

 м²

где, теплоёмкость
молока;

начальная
температура молока;

конечная
температура молока;

общий коэффициент
теплопередачи, (таб.56);

средняя
логарифмическая разность температур.

где разность
температур между молоком и охлаждающей жидкостью на входе, выходе, (таб. 56).

Число пластин в секции охладителя:

 шт.

где, площадь
рабочей поверхности одной пластины;

Принимаем Z_п=13
шт.

Выбираем тепловой аппарат (по таб. 56) марки
ООТ-М ( Подача 3000л/ч. , Рабочая поверхность 6.5м²).

Расход холода на охлаждение молока:

кДж

где – коэффициент,
учитывающий теплопотери в трубопроводах.

Выбираем (таб. 57) холодильную установку АВ30.

Расход льда на охлаждение молока:

кг.

где, удельная
теплота плавления льда;

теплоёмкость воды;

кг.

4. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКОЗАТЕЛИ

Таблица 4.Расчёт балансовой стоимости
оборудования фермы

Таблица5.Расчет балансовой стоимости
строительной части фермы.

Годовые эксплуатационные затраты:

где, А – амортизационные отчисления и отчисления
на текущий ремонт и техническое обслуживание оборудования и т.д.

З – годовой фонд заработной платы обслуживающего
персонала фермы.

М- стоимость расходуемых в течении года
материалов, связанных с работой техники (электроэнергия, топлива и др.).

Амортизационные отчисления и отчисления на
текущий ремонт:

где Б_i–
балансовая стоимость основных фондов.

 норма
амортизационных отчислений основных фондов.

 норма отчислений
на текущий ремонт основных фондов.

Таблица 6. Расчет амортизационных отчислений и
отчислений на текущий ремонт

Годовой фонд заработной платы:

 руб.

где  годовые
затраты труда, чел.-ч.;

руб.- средняя
оплата труда 1чел.-ч. с учётом всех начислений;

где N=16
чел.- количество рабочих на ферме;

Ф=2088 ч.- годовой фонд рабочего времени одного
работника;

чел.-ч.

руб.

Стоимость расходуемых в течении года материалов:

где годовой
расход электроэнергии (кВт), топлива (т), горючего ( кг.):

кг.

стоимость эл.
энергии;

 стоимость ГСМ;

руб.

 руб.

Приведённые годовые затраты:

Где  балансовая
стоимость оборудования и строительства, принимаем раной, тыс. руб.;

Е=0,15- нормативный коэффициент экономической
эффективности капитальных вложений;

т.руб.

Годовая выручка от реализации продукции ( молока
):

 руб.

Где – –
годовой объём молока, кг;

 – цена одного кг.
молока, руб/кг;

руб.

Годовая прибыль:

руб.

5. ОХРАНА ПРИРОДЫ

Человек, вытесняя все естественные биогеоценозы
и закладывая агробиогеоценозы своими прямыми и косвенными воздействиями,
нарушает устойчивость всей биосферы. Стремясь получить как можно больше
продукции, человек оказывает влияние на все компоненты экологической системы:
на почву- путём применения комплекса агротехнических мероприятий с включением
химизации, механизации и мелиорации, на атмосферный воздух- химизацией и
индустриализацией сельскохозяйственного производства, на водоёмы- за счёт
резкого увеличения количества сельскохозяйственных стоков.

В связи с концентрацией и переводом
животноводства на промышленную основу наиболее мощным источником загрязнения
окружающей среды в сельском хозяйстве стали животноводческие и птицеводческие
комплексы. Установлено, что животноводческие и птицеводческие комплексы и фермы
являются самыми крупными источниками загрязнения атмосферного воздуха, почвы,
водоисточников сельской местности, по 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 в сельской
местности от нарастающего загрязнения, что следует считать одной из важнейших
задач гигиенической науки и практики, специалистов сельскохозяйственного и
других профилей, занимающихся данной проблемой.

6. ВЫВОД

Если судить об уровне рентабельности
животноводческой фермы на 350 голов с привязным содержанием, то по полученному
значению годовой прибыли видно, что она отрицательная, это говорит о том, что
производства молока на этом предприятии убыточно, в следствии высоких
амортизационных отчислений и низкой продуктивности животных. Повышение
рентабельности возможно при разведении высокопродуктивных коров и увеличении их
числа.

Поэтому я считаю, что строить данную ферму
экономически необоснованно из-за высокой балансовой стоимости строительной
части фермы.

7. ЛИТЕРАТУРА

1.
В.И.Земсков; В.Д.Сергеев; И.Я.Федоренко «Механизация и технология производства
продукции животноводства»

.
В.И.Земсков «Проектирование производственных процессов в животноводстве»