новая папка 2 / 129655

20

3.3Расчет линии удаления навоза с применением скребковых транспортеров кругового движения

Подача транспортера определяется по формуле (т/ч):
Qтр 3600 b h н з ,	(3.5)

где b – ширина навозного канала, b=0,3…0,4 м; h – высота скребка, h=0,05 м;

– скорость движения цепи транспортера, =0,16…0,2 м/c; γн – объемная масса навоза, γн=0,8 т/м3;

φз – коэффициент заполнения желоба, φз =0,5…0,6.

Продолжительность работы транспортера в течение суток рассчитывается по выражению:

Тсут nвк Тц ,

(3.6)

где nвк – число включений транспортера в сутки, nвк=3…6;

Тц – продолжительность одного цикла удаления навоза, ч.

При освобождении навозных каналов продолжительность одного цикла удаления:

Тсут

L 3600

,

(3.7)

где L – длина цепи транспортера, м.
Вместимость навозного канала определяют из выражения:
Vн.к b L h н з .	(3.8)

После этого проверяют количество включений транспортера в сутки:

n		V
		н
вк		V
		н.к

,

(3.9)

где Vн – суточный выход навоза, Vн=Qсут.max/1000, м3.

Общее сопротивление, возникающее при перемещении навоза по канавке,

(Н):

Р Р1 Р2 Р3 Р4 .

(3.10)

21

Сопротивление от трения навоза о дно канавки, Н,

Р1 G f g,

(3.11)

где G – масса навоза в канавках транспортёра, кг;

f – коэффициент трения покоя навоза о поверхность канавки (металлическая поверхность f=0,85, бетонная f=0,99 и деревянная f=0,97);

g– ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2.

Тогда

G L b h	,
к
где L – длина цепи транспортёра, м;

φк – коэффициент заполнения канавки, φк = 0,5…0,6.

Боковое сопротивление от трения навоза о боковые стенки канавки,

Р2 Nб f ,

где Nб – нормальная сила, действующая на боковую стенку канавки, Н;

Nб 0,3...0, 4 G g .

Сопротивление перемещению транспортёра на холостом ходу, Н,

(3.12)

Н,

(3.13)

(3.14)

Р3 qT

LПР f g,

(3.15)

где qТ – масса 1 м длины транспортёра, кг;

fпр – приведённый коэффициент трения, fпр = 0,4…0,5.

Сопротивление движению от заклинивания навоза между скребками и канавкой, Н,

Р	L	Р	,
4	а	С

где а – шаг скребков, м; Рс – сопротивление одного скребка, для соломистогоновоза Рс

экскрементов и торфяного навоза Рс = 30 Н. Мощность электродвигателя на период транспорта, кВт,

(3.16)

=15 Н, для

N	P
	1000 ,	(3.17)

где η – КПД привода, η=0,85…0,90.

22

3.4 Расчет линии удаления навоза с применением шнековых транспортеров

Шнековые транспортеры более долговечны и надежны в работе, проще в обслуживании, поэтому в последние годы успешно конкурируют с другими системами навозоудаления.

Определяем суточный выход навоза (кг) с каждого ряда стойл по формуле

Qсут. p

q m
n	p

,

(3.18)

где q – норматив выхода экскрементов от одного животного, кг/сут.; np – число рядов.

Необходимая подача, (кг/ч) транспортера определяется из равенства:

	Q
Qт		сут. p		,
	Т		n
		ц

где Тц – длительность цикла уборки, Тц=20…25мин;

(3.19)

	Тц	L	,	(3.20)

где L – длина шнека, м;

– окружная скорость, =40…45 мин-1; n – число циклов уборки за сутки, n=4…6.

Высота перемещаемого слоя навоза определяется из соотношения:

h

(D d ) 2

,

(3.21)

где D – внешний диаметр шнека, м; d – внутренний диаметр шнека, м.

Обычно отношение d/D=0,3…0,5, а высота слоя находится в пределах

0,05≤h≤0,2 м.

Длина шнека L должна быть равной длине стойл плюс некоторая величина L≈1,5 м.

23

Производительность шнекового транспортера в зависимости от его

параметров определяют по формуле:
Q	60 (D2 d 2 )		,	(3.22)
ч	4	S n c

где d – диаметр вала, d=(0,25…0,35)·D, м; S – шаг витков шнека, S=(0,8…1,0)·D, м;

n – частота вращения вала шнека, n=40…45 мин-1;

φ – коэффициент наполнения шнека, φ=0,20…0,33; с – коэффициент, учитывающий угол наклона шнека (табл.3.1); ρ – объемная масса навоза, ρ=0,8…1,0 т/м3.

Таблицы 3.1 – Значение коэффициента с при различных углах наклона

транспортера

Угол наклона, град.	Значение коэффициент с
0	1,0
5	0,9
10	0,8
15	0,7
20	0,65

Суточная продолжительность работы шнекового транспортера определяют по формуле:

		Q
	Tсут	сут	.
		Q
		т

Тогда число включений определяется из равенства:

(3.23)

	n		Тсут	,			(3.24)
	вкл		t
где t – продолжительность одного включения,					t=0,3…0,4 ч.
Мощность привода шнекового транспортера определяют по формуле:
N	10 2 Q L K ' K ''
		ч				,	(3.25)

где Q – массовый расход шнека, кг/с;

24

Кˊ– коэффициент, учитывающий сопротивление перемещению навозной массы, Кˊ=1,2…2,5;

Кˊˊ– коэффициент, учитывающий потери на трение в подшипнике,

Кˊˊ=1,1…1,2; η – КПД привода, η=0,85…0,90.

3.5 Расчет линии удаления навоза с применением канатно- скреперных установок

Канатно-скреперные установки применяют для уборки навоза в животноводческих помещениях из-под решетчатых полов при содержании

животных без подстилки, из открытых навозных проходов и для подачи его в навозосборники или транспортные средства.

Продолжительность цикла удаления навоза, с,

	Тц	2 L	Т уп ,
		к
		ср

где LK – длина одной канавки, м;

ср – средняя скорость скрепера, ср = 0,04…0,14 м/с;

Tуп – время на управление и изменение направления хода,

Производительность установки, кг/с,

(3.26)

Tуп = 2…5 с.

Q 3, 6	V
	c		,
		Т
		ц

где Vc – расчётная вместимость скрепера, Vc = 0,13…0,25 м3; φ – коэффициент заполнения скрепера, φ = 0,9…1,0; ρ – плотность навоза, кг/м3.

Число рабочих циклов скрепера

z	mp Qсут	,
	V
	c

где mp – число животных в ряду;

Qсут – суточный выход навоза от одного животного, кг.

(3.27)

(3.28)

25

3.6 Расчет линии удаления навоза с применением мобильных средств для уборки навоза

Мобильные средства сбора подстилочного навоза применяют, как правило, при беспривязном содержании животных. К мобильным средствам относятся скребок-бульдозер БН-Ф-2,5, бульдозер-скребок навесной БСН-1,5 и

др.

Производительность (т/ч) трактора с навесным скребком определяется с некоторым приближением машинным временем Тб, затрачиваемым на удалении 1000 кг навоза,

Т1000 lб ,

бqб vб

(3.29)

где lб – средняя длина пути перемещения навоза, м;

qб – количество навоза, убираемого за один рабочий ход бульдозера, кг; vб – средняя рабочая скорость трактора с бульдозером, м/с.

Сопротивление движению навоза, Н,

Р 9,81 K	б	f M,

где Kб – коэффициент, учитывающий угол постановки скребка (табл.3.2); f – коэффициент трения покоя;

М – масса тела волочения, кг.

Таблица 3.2 – Значения коэффициента Kб

(3.30)

Навоз		Угол постановки рабочего органа, град
	0		15	30		45
Соломистый	1		0,85	0,75		0,65
Торфяной	1		0,95	0,85		0,70
Экскременты	1		0,95	0,90		0,80

Работа бульдозера во многом сходна с работой погрузчика напорного действия. Значения номинальной грузоподъёмности бульдозера с ковшом в зависимости от тягового класса трактора приведены ниже (табл. 3.3).

26

Таблица 3.3 – Значения номинальной грузоподъёмности бульдозера с ковшом в

зависимости от тягового класса трактора

Грузоподъемность бульдозера с ковшом, т	Тяговый класс трактора, кН
2…3,2	0,6…0,9
5,8	1,4…2,0
10…12,5	3,0
16	4,0

Производительность бульдозерной навески типа БН-1, т/ч,

Qб

где Г – грузоподъёмность бульдозера, n – число рабочих циклов за 1 ч.

Q		V
б

т;

Г n,

	K	3600
		,
t
Ц

(3.31)

(3.32)

где V – вместимость ковша, м3;

ρ – насыпная масса навоза, т/м3;

φк – коэффициент заполнения ковша, φк = 0,5…0,9;

tц – продолжительность цикла, включая время, затрачиваемое на

зачерпывание, разворот, переключение передач и выгрузку навоза из ковша, с.

3.7Расчет линии удаления навоза с применением гидравлических систем

Различают следующие системы удаления жидкого навоза из помещений: сливную, лотково-отстойную, рециркуляционную и самотечную. Наибольшее

распространение из перечисленных систем получила самотёчная. При этой системе дно продольных каналов выполняют горизонтальным или с уклоном 0,005...0,006 в сторону поперечного канала.

Основные параметры самотечный каналов: длина Lк, ширина Вк, глубина hк наклона дна. Обычно не превышает 50 м, ширина Вк=0,8...1,2 м для свиней и

27

0,8...1,5 м для крупного рогатого скота. Глубина канала зависит от наклона дна и свойств навозной массы.

Длина продольного самотечного канала (м) определяется по формуле:

L

n m B

,

(3.33)

где n – число станков на канале сбора;

m – число животных в одном станке помещения;

В – фронт кормления на 1 животное, м; λ – участок без щелевого пола в торцах здания (для размещения шиберов,

водопроводных насадок и т.д.).

Независимо от расчетов допустимая длина каналов принимается для КРС до 30 м и для свиноферм до 50 м.

Рисунок 3.2 – Расчетная схема к определению длины и глубины продольного самотечного канала

Начальная и конечная глубина канала (рис.3.2) определяется по

формулам:

Н

Н

н

к

h h	h	h
0	сл	зап ,

hпор h0 hсл hзап ,

(3.34)

(3.35)

где h – глубина канала в его начале, считая от зеркала воды по уровню высоты порожка, h=0,1 м;

28

h0 – глубина потока массы перед началом ее движения через порожек, м;

h		2	0	L
				,	(3.36)
0

где τ0 – предельное напряжение сдвига, Па (табл. А.23); γ – объёмная масса жидкого навоза в канале, γ=800 кг/м3;

hсл – толщина слоя навозной массы над порожком, hсл=0,05…0,15 м;

hзап – резервная высота от наивысшего уровня навозной массы в канале до щелевого пола, hзап=0,3 м.

Начальную и конечную глубину поперечного магистрального канала относительно самотечного определяют из соотношений:

Н	н.п.	Н	к

(0,3...

0, 4)

,

(3.37)

Нк.п.

Нн.п Lпл i ,

(3.38)

где Lпл – длина канала, м;

i – гидравлический уклон канала, i = 0,005…0,006.

Для удаления навоза из навозоприемников можно использовать пневмоустановки.

Подача установки (м3/ч) определяется по формуле:

	Q	n q	,	(3.39)
		t

где n – количество животных на ферме; Q – выделение одного животного, кг; ρ – плотность навоза, кг/м3;

t – время работы установки в течение суток, ч.

Рабочее давление (Па), необходимое для продвижения массы по

трубопроводу, определяется из суммарных потерь напора в системе:
hc= hе+Δhм+Δhг,	(3.40)

где hе – потери на прямолинейных участках, Па;

hм – потери в местных сопротивлениях, hм=(10…15)·Δhе, Па;

hг – геодезические потери напора, учитывающие разность высот, Па.

29

Рабочее давление установки будет, следовательно, равно: Рраб= hc, Па.

Обычно Рраб принимается не свыше 0,6 Па.

Расход воздуха или подачу компрессорной установки (м3/ч) определим по

формуле:

		Q P
Q			раб	,
к			Р
		1	1

где τ1 – коэффициент утечки воздуха, τ1=0,80…0,85; Р1 – давление сжатия у компрессора, Па.

Объем ресивера (м3) находится по формуле:

(3.41)

			Pраб (Vн Vм )		d 2
	Vp				Vн ,	(3.42)
			Р1
					4

где Vн – объем нагнетателя, м3;

Vм – объем магистрального трубопровода, м3.

Площадь поперечного сечения воздухопровода (м2) будет равна:

f		F	,	(3.43)
		в

где F – площадь поперечного сечения магистрального трубопровода, м2;в – скорость движения сжатого воздуха, в=4…7 м/с;– скорость движения навозной массы, м/с.