Проект комплексной механизации фермы КРС с разработкой технологической линии водоснабжения - Курсовая работа

Генеральный план фермы - это пространственное размещение в проекте всех зданий и сооружений производственного и обслуживающего назначения, объединенных технологическими процессами и общими транспортными, энергетическими и санитарно-техническими устройствами, увязанных рельефом местности, сторонами света, направлением господствующих ветров и организованных в единое целое для эффективной эксплуатации проектируемой фермы. Участок должен располагаться с подветренной стороны относительно жилого сектора не менее 200 м для фермы КРС, 150 м - для овцеводческих и 500 м - для свиноводческих ферм. Группы построек по уклону местности и направлению господствующих ветров располагают в следующем порядке: хозяйственно вспомогательные и складские здания и сооружения размещают на относительно возвышенной части участка, но ниже жилого сектора по уклону местности и выше животноводческих построек. Ветеринарные постройки размещают с подветренной стороны в отношении фермы, а по уклону местности ниже, со стоком поверхностных вод в сторону от жилого сектора и фермы. Выгульные дворы располагают с южной стороны построек с нормой площади на голову коровы 15 м2, если площадь не имеет твердого покрытия и 8 м2 - с твердым покрытием.В зависимости от вида корма, условий его приготовления и других факторов, применяются следующие технологические схемы приготовления кормов: А) грубо стебельное сено и солому в основном приготавливают по следующим схемам: измельчение - дозирование - смешивание; Доение проводят на высокопроизводительных доильных установках типа «Елочка», УДЕ - 8А, УДЕ - 16, «Тандем», УДА - 8, а на крупных промышленных комплексах типа «Карусель», УДА - 100, смонтированных в специальных помещениях, там же коровам дифференцированно, в зависимости от надоя, раздают концентрированные корма. Рекомендовано 8 схем, в которых использовано серийно выпускаемое оборудование, подобранное в комплекты для ферм и комплексов с поголовьем от 200 до 2000 коров, и 2 схемы для отдельно стоящих центральных молочных ферм. Технологическая схема № 3 почти такая же, как схема № 2, с той разницей, что молоко предварительно охлаждается на пластинчатом охладителе, входящем в комплект доильной установки. Обработка молока по этой схеме осуществляется так же, как и по схеме № 1, только резервуар - охладитель предусмотрен большего размера.Перед расчетом линии водоснабжения составляем схему трассы, на которую наносим насосную станцию, напорно-регулирующее сооружение, потребителей. В данной курсовой работе рассматривается наиболее характерный тип водопровода в сельской местности с забором воды из буровых скважин.Количество воды, которое должно подаваться на ферму, определяют по формуле: Qcp.сут = q1 n1 q2 n2 q3 n3 … qm nm q1 q2 q3 qm - суточная норма потребления воды отдельными потребителями, л/сутки; Для коров и нетелей в сутки необходимо 80-115 л воды, берем 110 л. На один литр молока в сутки надо 4-7 л воды. На душ 40 литров на человека. n1 n2 n3 nm - количество потребителей разного вида q1=q*n1 =110*800=88000 для коров q2=q*n2 =110*126=13860 для нетелей q3=q*n3 =25*171=4275 для молодняка старше года q4=q*n4 =25*46=1150 для телят до года q5=q*n5 =5*11803=59015 для молока n=Qгод/T*n где Qгод - годовой удой от одной коровы;Водопотребление на ферме определяется не сколько автопоением, сколько расходами воды на другие операции. Чем совершеннее уровень механизации и организации в хозяйстве, чем выше ветеринарно-гигиенические требования, тем больший разброс имеют эти расходы во времени и тем сильнее сглаживается график почасового распределения суточного расхода. При расчетах распределительной сети и напорного резервуара используется значение часового расхода воды, который определяется по формуле: Qmax.час = (Qmax.сут/24 )* a ч, л/чГде тн - продолжительность работы насоса, ч (принимаем 14) Диаметр основного трубопровода определяется по формуле: d= v4*Q /?v, м где d - диаметр трубы, v - скорость движения воды в трубах, выбирается в зависимости от расхода воды согласно таблице 6.1 учебно-методического пособия v = 0.75 м/с при Qcek= 7.6 л/с d= v4*7.6*10-3/ 3.14*0.75= 0.114м Для того, чтобы вода, забираемая из скважины дошла до потребителей, расположенных на той или иной высоте местности, необходимо создавать определенный напор воды в сети. Одним из основных параметров, определяющих работоспособность системы, является высота водонапорной башни Нб, которую вычисляют по формуле: Нб = Нсв ?h - (Zб - Z), м ?h - потери напора при движении от башни до потребителя, равный 5 - 10м (примем равный 6м);Емкость бака водонапорной башни зависит от величины суточного расхода воды на ферме, характера расходования ее по часам суток и режима работы насосной станции Для определения емкости бака на основании расчетных данных строим часовой и интегральный график потребления воды. Определим производительность насосной станции: Wн = Qmax.сут /тн , л где тн - продолжительность работы насосной станции, ч По интегральному графику находим два наибольших отклонения dmax и dmin между кривыми

Современные животноводческие фермы и комплексы насыщаются новой сложной, высокопроизводительной техникой. Промышленность наладила производство технологических поточных линий для искусственной сушки и брикетирования кормов, машинного доения коров с обработкой молока, раздачи кормов и обработки соломы. Во многих передовых и опытных хозяйствах страны осуществлена комплексная механизация и автоматизация животноводства

Наряду с количественным ростом поставляемой техники заметно улучшается ее качество. Это в основном высокопроизводительные универсальные электрифицированные машины и агрегаты, выполняющие целый комплекс основных, вспомогательных и транспортных операций. Значительная часть техники оснащена средствами автоматического контроля и управления; другая ее часть - это агрегаты и комплексы, полностью работающие в автоматическом режиме по заложенным в них программам, позволяющим учитывать особенности обслуживаемых животных, состояние окружающей среды и специфику эксплуатации сложной биологической системы, принимаемой в животноводстве. Огромные резервы увеличения объемов и снижения себестоимости продукции животноводства заложены в развитие специализации и концентрации производства на базе хозяйственной кооперации и агропромышленной интеграции. Созданы крупные государственные специализированные предприятия : птицефабрики, комплексы по производству говядины, свинины, молока, овощей на индустриальной основе.

Машинная технология качественный труд животноводства, подняла его производительность, позволила внедрить ранее неизвестные технологические процессы, резко увеличить продуктивность сельскохозяйственных животных и птиц. Громадное значение при этом имеет применение электроэнергии. Как показывала практика, в среднем каждый киловатт-час электроэнергии, использованный на производственные нужды в животноводстве, дает экономию по затратам труда в размере полутора часа, а по издержкам производства на 0,2.

В этих условиях необходимо обратить внимание на дальнейшее совершенствование инженерной службы на селе. Резко возрастает роль зооинженера - инженера-технолога современного высокомеханизированного животноводческого производства. Технолог определяет наиболее целесообразные в техническом и экономическом отношении характер и последовательность технологических процессов, устанавливает метод их осуществления, подбирает соответствующее оборудование и планирует его размещение. Технология производства животноводческой продукции очень сложна, так как заготавливаемое сырье (корма) перерабатываются живыми организмами, которые обслуживаются целыми системами и комплексами сложного оборудования. Зооинженеру необходимо сначала составить документацию, в которой должны быть строго определены характер, последовательность и способы осуществления технологических операций, а затем подобрать животных и оборудование, чтобы организовать эффективное их функционирование.

1. Проектирование генерального плана фермы

1.1 Требования к генеральному плану фермы

Генеральный план фермы - это пространственное размещение в проекте всех зданий и сооружений производственного и обслуживающего назначения, объединенных технологическими процессами и общими транспортными, энергетическими и санитарно-техническими устройствами, увязанных рельефом местности, сторонами света, направлением господствующих ветров и организованных в единое целое для эффективной эксплуатации проектируемой фермы.

В основу проектирования генерального плана фермы должна ложиться принятая схема технологии производства таким образом, чтобы взаимное расположение зданий и сооружений, транспортных магистралей, коммуникаций инженерных сетей и общая организация территории максимально удовлетворяли требованиям технологических процессов и обеспечивали поточность производства. Участок под ферму выбирается с супесчаным или слабосуглинистым грунтом, обладающим свойством легко проветриваться и не задерживать избытка влаги. Уровень грунтовых вод должен быть не выше 2 м. Уклон участка желательно на юг не более 100С. Участок должен располагаться с подветренной стороны относительно жилого сектора не менее 200 м для фермы КРС, 150 м - для овцеводческих и 500 м - для свиноводческих ферм. Группы построек по уклону местности и направлению господствующих ветров располагают в следующем порядке: хозяйственно вспомогательные и складские здания и сооружения размещают на относительно возвышенной части участка, но ниже жилого сектора по уклону местности и выше животноводческих построек. А в отношении направления господствующих ветров - с наветренной стороны к ним и с подветренной стороны относительно жилого сектора. Животноводческие постройки, в свою очередь, располагают на относительно пониженной части участка, т.е. ниже хозяйственно вспомогательной и складской группы, и с подветренной стороны к ним, по рельефу местности выше, и с наветренной стороны по отношению к навозохранилищу. Ветеринарные постройки размещают с подветренной стороны в отношении фермы, а по уклону местности ниже, со стоком поверхностных вод в сторону от жилого сектора и фермы.

Все животноводческие здания целесообразно располагать длинными параллельными осями в ряд, чтобы их торцы располагались в одну линию. При этом длинной осью они должны располагаться вдоль горизонталей или под углом к ним так, чтобы разница в отметках поверхности земли у торцов здания не превышала 1 м.

С целью нормального и равномерного естественного освещения внутренней площади в течение всего дня, прогрева здания животноводческой постройки на участке фермы в нашей зоне нужно размещать длинной осью с севера на юг. Однако в зависимости от рельефа местности, направления господствующих ветров допускается отклонение от принятой ориентации на 300 в ту или иную сторону.

Для предотвращения резкого охлаждения, животноводческое помещение необходимо располагать по отношению к направлению господствующих в зимнее время ветров одним из углов или торцевой частью, а постоянно действующие входы в здание должны находиться с подветренной стороны.

Вся территория фермы делится на обособленные зоны.

Зоной фермы называют часть территории, на которой размещены здания и сооружения, имеющие общность назначения, определенную родственность производственных процессов, единство санитарной, зооветеринарной и противопожарной характеристик, однородный уровень инженерного оборудования и транспортного обслуживания. Зонирование территории позволяет создать условия для лучшей организации производственного процесса, сокращения земельной площади, улучшения санитарного и зооветеринарного состояния и снижение эксплуатационных затрат. Зонирование территории производят независимо от размера, производственной структуры, применяемого приема планировки и застройки. Состав зон определяется рядом факторов: производственной структуры комплекса, его размером, типом кормления животных и размещением сооружений по хранения и приготовлению кормов.

В ряде случаев зона вспомогательных зданий и сооружений может объединяться с административно-хозяйственной зоной.

Выгульные дворы располагают с южной стороны построек с нормой площади на голову коровы 15 м2, если площадь не имеет твердого покрытия и 8 м2 - с твердым покрытием. Для телят норма площади для выгульных площадок 5 м2 на одну голову.

1.2 Расчет площади фермы и количества основных животноводческих помещений

Определим примерную структуру стада для МТФ. Проектируемая ферма имеет 2-ю специализацию, структура стада для нее представлена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Примерная структура стада

Вид животных Количество животных

% гол.

Коровы 70 800

Нетели 11 126

Телята старше года 15 171

Молодняк до года 4 46

Итого: 100 1143

Размер участка определим исходя из норм площади, отведенной на одно животное, и количество животных по формуле:

, (1.1)

Где Fуч - площадь участка под ферму, м2;

m - количество голов на ферме;

f - норма площади на одну голову (для 2-ой специализации норма площади составляет 82,1 м2 на одну корову [1].

Fуч = 65680 м2.

Придадим территории фермы форму прямоугольника с соотношением сторон 1:1,5, т. е. 210х315 м.

Определим количество необходимых животноводческих построек для размещения различного вида поголовья по формуле: , шт., (1.2)

Где m - количество животных одного вида, гол;

мп - вместимость животноводческого помещения, гол.

Виды и количество животноводческих построек представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 Виды животноводческих построек

Помещение Вид животных № проекта Вместимость, голов Колво Размеры, м длина ширина

Коровник Коровы 801-99 200 4 72 18

Коровник Коровы 801-69 100 2 72 12

Коровник Нетели 801-69 100 0 72 12

Телятник родильное отделение Телята старше года 801-115 228 1 60 18

Помещение для молодняка Молодняк до года 801-197 130 1 30 18

Возле каждого коровника располагаются выгульные площадки без твердого покрытия (норма площади 15 м2/гол) или с твердым покрытием (норма площади 8 м2/гол). Норма площади выгульной площадки около телятника 5 м2/гол. Площади выгульных площадок для всех животноводческих построек представлены в таблице 1.3.

Определим число доильных установок по формуле: , шт., (1.3)

Где М - количество доящихся коров, гол;

Qпр - пропускная способность доильной установки, гол/ч;

Т - время доения всех коров, ч.

Таблица 1.3 Площади выгульных площадок

Помещение № проекта Вместимость, голов Колво Вид покрытия Норма площади, м2/гол. Площадь площадки, м2

Коровник 801-99 200 4 с твердым покрытием 8 1600

Коровник 801-69 100 2 с твердым покрытием 8 800

Коровник 801-69 100 0 с твердым покрытием 8 800

Телятник родильное отделение 801-115 228 1 - 5 1140

Помещение для молодняка 801-197 130 1 - 5 650

Для доения коров будем использовать доильные установку АДМ-8 с молокопроводом для доения коров в стойлах. Технические характеристики данных доильных установок представлены в таблице 1.4. Количество доильных установок для каждого коровника представлено в таблице 1.5.

Максимальный суточный удой молока Ммах.сут., составляет: , (1.4) где Мгод - общее годовое количество молока на ферме, кг;

Кн - коэффициент неравномерности удоя в течении года, Кн = 1,2…1,5.

, (1.5) где П - продуктивность одной коровы, кг/год;

мк - количество дойных коров на ферме, голов.

Таблица 1.4 Технические характеристики доильных установок

Показатель АДМ-8-100 АДМ-8-200

Обслуживаемое поголовье 100 200

Число дояров 2 4

Пропускная способность, коров в час: установки 50 100 дояра 25 25

Доильный аппарат: марка АДУ-1 АДУ-1 тип двухтактный двухтактный количество, шт 6 12

Установленная мощность, КВТ 4,8 8,8

Таблица 1.5 Расчет количества доильных установок

Помещение № проекта Вместимость, голов Колво Марка установки Колво в коровнике, шт. Всего, шт.

Коровник 801-99 200 4 АДМ-8-200 1 4

Коровник 801-69 100 2 АДМ-8-100 1 2

Коровник 801-69 100 0 АДМ-8-100 1 0

Значения мк и П берутся из исходных данных на курсовой проект. мк = 800 голов, П = 4500 кг/год, тогда Мгод = 3600000 кг/год, Ммах.сут = 13808 кг/сут. Выбор молочных блоков для данной фермы представлен в таблице 1.6.

Для приготовления кормов используется кормоцех Проект 1 № 801-131 длиной 12 м и шириной 12 м.

Таблица 1.6 Выбор молочных блоков

№ типового проекта Производительность, кг/сут. Колво, шт. Общая производительность, кг/сут. Длина, м Ширина, м

801-125 6000 1 6000 48 12

801-125 6000 1 6000 48 12

Итого: 12000

1.2 Расчет годового запаса кормов и количества хранилищ

Количество и размеры хранилищ кормов определим исходя из наличия поголовья животных и кормовых рационов.

Годовой запас силоса, сенажа, корнеклубнеплодов и грубых кормов определим по формуле: , т, (1.6)

Где q - суточная норма каждого вида корма на одну голову, кг;

m - количество животных; K - коэффициент, учитывающий потери кормов при хранении (для силоса и сенажа К=1,1; для концкормов К=1,01; для корнеплодов К=1,03). Запас концентрированных кормов на ферме должен составлять 16% потребного количества и определяется по формуле:

, т, (1.7)

Где qk - суточная норма концентрированных кормов на одну голову, кг.

Объем хранилища для годового запаса корма определяется по формуле: , м3, (1.8) где - объемная масса, т/м3.

Количество хранилищ определим исходя из их объема по формуле: , шт, (1.9) где Vx - объем хранилища, м3;

Ширину траншеи для хранения силоса, сенажа и корнеклубнеплодов примем равной 14 м, глубину - 3 м, наибольшую длину - 80 м.

Ширину скирды для хранения грубых кормов примем равной 8 м, высоту - 7 м, длину - 60 м. Для хранения концентрированных кормов будем использовать склад емкостью 1170 м3. В этом же складе будем хранить поваренную соль и другие минеральные добавки.

1.3 Расчет навозохранилища

Площадь навозохранилища рассчитаем по формуле: , м2, (1.10)

где qн - масса навоза получаемого на ферме в сутки, кг;

Dxp - продолжительность хранения навоза в навозохранилище, суток (Dxp=120 суток);

h - высота укладки навоза, м (h = 1,5 - 2,5 м);

объемная масса навоза, кг/м3 800 - 1010 кг/м3).

Массу навоза от одного вида животных определим по формуле: , кг, (1.11) где m - число животных одного вида, гол.;

qk, qm, qп - масса соответственно кала, мочи и подстилки на одно животное в сутки, кг/сутки.

По формуле (1.10) определим площадь навозохранилища. F = 2759 м2.

Размеры навозохранилища 55х55 м.

Кроме рассчитанных строений, на план фермы находятся водонапорная башня (R = 2,5 м), автовесы (6х6 м), трансформаторная подстанция (3х3 м), котельная (15х18 м), гараж с навесом (18х21 м). Главный въезд на территорию фермы оборудуется дизбарьером.

Определим коэффициент застройки по формуле: , (1.12)

Где Fз - площадь, занятая на комплексе или ферме под застройку, м2, (Fз = 32382 м2)

Fo - общая площадь фермы, м2, (Fo = 65680 м2).

Кз = 0,49

По формуле (1.13) определим коэффициент использования участка.

, (1.13) где Fctp - площадь, занимаемая сооружениями, площадками с твердым покрытием и дорогами, м2, (Fctp 45335 м2).

Ку = 0,69.