29521
.pdf21
Из телятников навозная масса по коллектору самотеком поступает в навозосборник вместимостью не менее двухсуточного выхода навоза, V = 140 м3. для перекачивания навозной массы примем известный нам насос НЖН – 200.
Исходные данные для расчетов
Среднесуточный выход навозной массы Qсут = 71 м3
Диаметр труб навозопровода примем равный диаметру Д = 0,15 м Напорной трубы НЖН – 200
Длина навозопровода L = 320 м
Подачу насоса примем равной Qн = 0,04 м3/с Влажность навозной массы W = 94,4 %
По влажности навозной массы из таблиц справочников (см. таблица №3 Приложения Б ) определяем
Плотность навозной массы |
= 1013,9 кг/м3 |
Вязкость навозной массы |
= 0,08 Па с |
Предельное напряжение сдвига = 1,0 Па Скорость движения навозной массы по трубе определяем по форме
= |
4Qн |
|
4 0,04 |
2,264 м / с |
|
D2 |
3,14 0,152 |
||||
|
|
|
Для необходимого напора в трубопроводе, нам надо знать значение коэффициента гидравлического сопротивления , который, в свою очередь, зависит от числа Рейнольдса Re.
Re = |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
3787,87 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
0,08 |
|
|
1,0 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
D |
6 V 2 |
1013,9 2,264 0,15 |
6 1013,9 2,2642 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
= |
64 |
|
64 |
0,0169 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Re |
3787.87 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Необходимый напор Нн, м, в трубах навозопровода определяется по формуле
Нн = hтр + hм + hсв – hгеодез
где hтр – потери напора по длине трубопровода на трение, м, определяется по формуле
hтр = |
L 2 |
0,0169 |
380 2,2642 |
|
11,18 м |
|
D 2g |
0,15 2 9,81 |
|||||
|
|
|
hм – местные потери, м, в протяженных навозопроводах определяются как 3…6% от потерь напора на трение, т.е. hм = 0,06, hтр = 0,06 11,18 = 0,67 м
hсв – свободный напор, не менее 1…2 м
hгеодез – разница в геодезических отметках точек всасывания и подачи, м
hгеодез = вс - под = 121 – 124 = - 3м
где вс , под – превышения точек всасывания и подачи над уровнем моря, м Нн = 11,18 + 0,67 + 2 – (-3) = 16,85 м
Потребная мощность, Nпот, Вт, электродвигателя определяется по формуле
|
|
|
22 |
|
|
Nпот = |
|
|
|
||
|
Q Нн g k3м |
|
0,04 1013,9 16,85 9,81 |
11173Вт |
|
|
|
|
|
||
|
н п |
0,6 1,0 |
|
||
где Q – подача насоса, м3/с, Q = 0,04 м3/с |
|
- плотность навоза, кг/ м3, = 1013,9 кг/ м3 Нн – необходимый напор в навозопроводе, м, Нн = 16,85 м
g – ускорение свободного падения, м/с2, g = 9,81 м/с2 kзм – коэффициент запаса мощности, kзм = 1,1…2
н – кпд насоса, н = 0,6
п – кпд передачи от двигателя к насосу (при прямом соединении с
насосом п = 1,0 )
НЖН – 200 |
Предназначен для перекачивания жидкого навоза |
|
из навозонакопителей в напорный навозопровод |
|
Максимальная подача при W = 98% 82,3 кг/с или 300 т/ч |
|
Максимальный напор 196 кПа или 20 м водного столба |
Максимальная глубина выгрузки 5м Установленная мощность 22,75 кВт
Вывод: с поставленной задачей транспортировка навоза на удаление 320 м с подачей 0,04 м3/с по напорному навозопроводу диаметром труб 0,15 м с необходимым напором 16,85 м выбранный нами насос НЖН – 200 легко справится при экономическом режиме работы.
4.4 Утилизация навозной массы
Проектом предусмотрено обезвоживание жидкого навоза по двум технологическим схемам:
-механическое разделие жидкого навоза в цехе обезвоживания
-методом отстоя в навозохранилищах
А. Механическое разделение жидкого навоза на жидкую и твердую фракции в цехе разделения.
Жидкий навоз влажностью 92…95 % от животноводческих помещений по напорному трубопроводу (или по коллектору диаметром 600 мм самотеком) поступает в навозоприемник вместимостью 300 м3, расположенный около цеха обезвоживания. Цех представляет собой отдельно стоящее здание 9 15 м., где предусмотрены основные помещения для установки технологического оборудования и вспомогательные для обслуживающего персонала.
После перемешивания мешалкой жидкий навоз по трубопроводу поступает на рабочую линию, на виброгрохот ГИЛ-52, где происходит предварительное разделение на две фракции.
Фильтрат (жидкая фракция) стекает в сборный лоток, затем через распределительный колодец в самотечный трубопровод, далее в сборный коллектор за навозохранилищем и попадает в приемный резервуар транзитной насосной станции, при помощи которой фильтрат перекачивается по трубам в полевые жижехранилища.
23
Густая фракция влажностью 80…83% с виброгрохота поступает в пресс ВПО-20А или Е8-ФПК, где вновь разделяется на две фракции. Фильтрат стекает в сборный лоток и по самотечным трубопроводам поступает на насосную станцию.
Густая фракция влажностью 65…70% по наклонному транспортеру ТЛ-5- 30 направляется от пресса за пределы цеха на площадку. По мере накопления густую фракцию погрузчиком ПЭ-0,8 грузят в транспортные средства и отправляют на компостирование или на поля.
Производительность рабочей линии разделения исходной навозной массы влажностью 92…95% до 40 м3/ч
Производительность резервной линии до 30 м3/ч В случае выхода из строя насосной станции или самотечных
трубопроводов фильтрат из цеха обезвоживания через распределительный колодец поступает в одно из двух открытых бетонированных навозохранилищ (31,5 100 м, вместимость 10 000(м3)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
7 |
|
|
6 |
|
|
|
|
6 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 4
2 |
2 |
3
1
Рискнок 4. План цеха разделения навоза: |
|
1- ленточный транспортер; 2- виброгрохот; 3- помещение цеха; 4- монорельс; |
|
5- пресс; 6- подсобные помещения; 7- вентиляционная камера. |
|
Б. |
|
5 |
1 |
|
|
|
6 |
|
3 |
|
4 |
Рисунок 5. |
Схема разделения навоза на установке с виброгрохотом ГБН-100: |
1- виброгрохот; 2- рама; 3- пресс ВПО-20; 4- транспортер; |
|
5- мотор-редуктор |
24
Обезвоживание навоза методом отстоя в навозохранилищах
Навоз поступает в сборный, а затем в распределительный колодец. Подача навоза в определенное навозохранилище и установленную зону осуществляется шиберами.
Навозохранилище бетонированное, открытое, полузаглубленное, прямоугольной формы в плане размерами 31,5x100 м, вместимость 10000 м3 пандусом для въезда транспортных средств и погрузчиков.
После заполнения навозохранилища навоз отстаивается в течении 2,5...3,5 месяцев. В результате происходит естественное разделение навоза на три слоя: верхний (корка), нижний (осадок) и средний (отстоявшаяся жижа-фильтрат).
Вторцевой части навозохранилища расположена камера фильтрации, куда
ипопадает фильтрат через сетки при поднятых шандорных затворах. В начале слива фильтрата из навозохранилища зазор между шандорными затворами устанавливают на уровне среднего слоя (т.е. около 2-3 м). По мере снижения уровня навоза зазор перемещают на высоту 0,8м от дна. Количество сливаемого фильтрата в единицу времени регулируется величиной зазора (50... 100мм) и зависит от производительности насосной станции.
Для наиболее полного слива жидкой фракции и окончательной досушки осадка по его слою нарезают временные дренажные каналы на глубину отстоявшейся массы. Каналы нарезают скрепером вдоль навозохранилища направлением к камере фильтрации. Скрепер перемещается в навозохранилище при помощи троса, соединенного к трактору.
После подсушки осадок грузят погрузчиком ПЭ-0,8 или ПБ-35 в транспортные средства и вывозят на поля, где штабелируют.
Обеззараживание навоза выполняют добавлением в него химических реагентов на местах хранения в течение 2,5...3,5 месяцев.
Перекачивание фильтрата насосной станцией в полевые жижехранилища возможно не только летом, но и зимой. При перекачке фильтрата в зимнее время заполнять жижехранилища необходимо без перерыва до полного наполнения.
Врезультате, подсушенная твердая фракция навоза разбрасывается на поля под
запашку, |
жидкая |
Сх ем а 1 |
|
|
н а по л я |
|
5 |
1 |
1 |
|
2 10 |
2 |
|
3 |
|
4 |
|
10 5 |
|
фракция |
используется |
для |
орошения |
полей. |
|
С хе м а 2 |
|
|
|
|
|
|
|
на п о ля |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
4 |
|
4 |
|
|
|
17 5 |
|
|
|
|
|
|
|
18 0 |
|
|
|
Рисунок 6. Схемы навозохранилищ.
25
Поз. |
Наименование |
Кол- |
Примечание |
|
|
во |
|
1 |
Навозохранилище |
2 |
Габариты, м 31,5х100 № типового |
|
|
|
проекта 815-19 |
2 |
Цех обезвоживания |
1 |
Габариты, м 9х15 № типового |
|
|
|
проекта 815-19 |
3 |
Площадка для хранения и |
1 |
Габариты, м 29х68 № типового |
|
обеззара-живания густой |
|
проекта 815-19 |
|
фракции навоза |
|
|
4 |
Навозоприемник |
1 |
Габариты, м 15,8х7,4 № типового |
|
вместимостью 300 м3 |
|
проекта 815-19 |
5 |
Насосная станция для |
|
Габариты D=6 м № типового |
|
перекачки жидкой фракции на |
|
проекта 902-1-37 |
|
поля |
|
|
|
Библиографический список |
1.Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. – Л.: Колос 1978. – 560 с.
2.Мельников С.В. Технологическое оборудование животноводческих ферм
– Л.: Колос, 1985. – 640 с.
3.Вагин Б.И., Чугунов А.И., Мирзоянц Ю.А. и др. Лабораторный практикум по Механизации и технологии животноводства. – В.Л.: ВГСА, 2003 – 534 с.
4.Коба В.Г., Брагенец Н.В., Мурусидзе Д.Н. и др. Механизация и технология производства продукции животноводства. – М.: Колос. 1999. – 528 с.
5.Ковалев Н.Г., Глазков Н.К., Проектирование систем утилизации навозов на комплексах М.: Агропромиздат. 1989. – 160 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А.
Выход экскрементов со свиноводческих предприятий (средний от одного животного)
|
|
Свиноматки |
|
Поросята |
Свиньи на откорме |
|||
|
|
|
|
|
отъемыши |
массой, кг |
|
|
Показатель |
хряки |
холостые |
супоросные |
с |
массой до |
до |
40…90 |
более |
|
|
|
|
поросятами |
30 кг |
40 |
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество |
|
|
|
|
|
|
|
|
экскрементов, |
|
|
|
|
|
|
|
|
кг/сутки |
|
|
|
|
|
|
|
|
Влажность,% |
10,8 |
8,4 |
10,2 |
14,9 |
2,4 |
3,6 |
5,3 |
6,8 |
|
89,2 |
90,6 |
91,1 |
90,2 |
86,2 |
86,7 |
87,1 |
87,6 |
|
|
|
|
|
26 |
|
|
|
|
|
|
Выход |
экскрементов |
с |
|
предприятий крупного |
рогатого |
||||||
скота (средний от одного животного) |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Показатель |
Быки |
|
Коров |
|
|
Телят |
|
Молодняк |
|
|
|
|
производител |
|
ы |
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
до 8 |
от 4 |
на |
12…1 |
|
на |
|
|
|
|
|
|
мес. |
до |
откорм |
8 мес. |
|
откорм |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
е 6…12 |
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
мес |
мес. |
|
|
свыше |
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
18 мес. |
Количество |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
экскрементов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кг/сутки |
40 |
|
55 |
|
|
7,5 |
14 |
26 |
28 |
|
36 |
Влажность, |
88 |
|
88 |
|
|
86,0 |
86 |
86 |
86 |
|
86 |
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. |
|
|
|
|
Вязкость, предельное напряжение сдвига и плотность жидкого навоза свиней и дойных коров
|
|
Свиной навоз |
Навоз дойных коров |
||||
|
|
|
|
предельно |
|
|
предельно |
Влажност |
|
|
|
е |
|
|
е |
плотност |
|
вязкость |
напряжени |
плотност |
вязкость |
напряжени |
|
ь навоза, |
|
||||||
ь, |
|
, |
е |
ь, |
, |
е |
|
% |
|
||||||
кг/м3 |
|
Н с/м2 |
сдвига, |
кг/м3 |
Н с/м2 |
сдвига, |
|
W |
|
|
|
Н/м2 |
|
|
Н/м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
86 |
1054,4 |
|
0,70 |
50,0 |
1034,2 |
1,30 |
75,0 |
87 |
1050,4 |
|
0,52 |
30,0 |
1032,2 |
1,20 |
60,0 |
88 |
1046,4 |
|
0,40 |
20,0 |
1029,6 |
1,00 |
50,0 |
89 |
1042,4 |
|
0,32 |
15,0 |
1026,9 |
0,80 |
40,0 |
90 |
1038,4 |
|
0,28 |
9,0 |
1024,4 |
0,60 |
37,0 |
91 |
1034,4 |
|
0,22 |
5,0 |
1021,8 |
0,30 |
14,0 |
92 |
1030,3 |
|
0,20 |
1,8 |
1019,1 |
0,45 |
5,0 |
93 |
1026,3 |
|
0,15 |
1,6 |
1016,5 |
0,10 |
2,5 |
94 |
1022,3 |
|
0,10 |
0,9 |
1013,9 |
0,08 |
1,0 |
95 |
1018,5 |
|
0,02 |
- |
1011,3 |
0,05 |
- |
96 |
1014,3 |
|
- |
- |
1008,7 |
0,035 |
- |
97 |
1010,1 |
|
- |
- |
1006,1 |
0,03 |
- |
|
|
27 |
|
|
Суточные нормы расхода |
|
подстилки на 1 голову, кг |
||
|
|
|
|
|
Группа животных |
Норма расхода |
|
Группа животных |
Норма расхода |
Матки: |
|
|
Молодняк |
|
супоросные и |
|
|
|
|
|
|
крупного |
|
|
холостые |
|
|
|
|
0,55 |
|
Рогатого скота на |
1,0…8,0 |
|
подсосные |
|
|||
1,4 |
|
всех видах ферм |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Коровы: |
|
|
Телята при |
|
молочные |
|
|
|
|
0,5…9,0 |
|
клеточном |
1,0…1,5 |
|
мясные |
|
|||
5,0…10,0 |
|
содержании |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ В Диаметры труб навозопроводов
|
Чугунные и стальные трубы |
|
Асбоцементные трубы |
|
||||||
|
|
допустимый |
допустимая |
|
допустимый |
допустимая |
||||
внутренний диаметр трубы, мм |
|
расход, л/с |
скорость, м/с |
внутренний диаметр трубы, мм |
расход, л/с |
скорость, м/с |
||||
|
минимальный |
максимальный |
минимальный |
максимальный |
минимальный |
максимальный |
минимальный |
максимальный |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
4 |
8,5 |
0,51 |
1,08 |
100 |
5 |
10 |
0,63 |
1,26 |
125 |
|
7 |
||||||||
|
14 |
0,57 |
1,14 |
119 |
8 |
15 |
0,72 |
1,35 |
||
150 |
|
11 |
||||||||
|
21 |
0,62 |
1,19 |
141 |
12 |
23 |
0,77 |
1,47 |
||
200 |
|
20 |
||||||||
|
38 |
0,64 |
1,21 |
189 |
22 |
41 |
0,79 |
1,48 |
||
250 |
|
35 |
||||||||
|
63 |
0,71 |
1,28 |
235 |
36 |
65 |
0,83 |
1,49 |
||
300 |
|
55 |
||||||||
|
95 |
0,78 |
1,35 |
279 |
56 |
95 |
0,90 |
1,52 |
||
350 |
|
80 |
||||||||
|
130 |
0,83 |
1,38 |
322 |
80 |
130 |
0,96 |
1,56 |
||
400 |
|
115 |
||||||||
|
180 |
0,92 |
1,44 |
- |
- |
- |
- |
- |
||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30