Механизация водоснабжения

Среднесуточный расчет воды в л (м³) на ферме определяется по формуле:

где q_i – среднесуточная норма потребления воды одним животным, л;

m_i – количество животных в половозрастной группе, гол;

n – число групп животных.

Таблица 1.5 - Нормы потребления воды одним животным

Вид животных	Количество животных	Норма потребления воды одним потребителем, л

Максимальный суточный расход воды в л (м³):

где α_сут – коэффициент суточной неравномерности, (α_сут=1,3).

Q_{макс.сут} =

Максимальный часовой расход в л/ч (м³/ч):

где α_ч – коэффициент часовой неравномерности (на фермах с автопоением α_ч=2…2,5; α_ч=4,0 – без автопоения).

Секундный расход в л/с воды равен:

Суточный расход насосной станции должен быть равен максимальному расходу воды на комплексе, а часовой расход станции (насоса) определяется по формуле:

где t – продолжительность работы насоса или станции в сутки, ч.

Продолжительность работы насоса выбирают в соответствии с дебитом водоисточника, учитывая, что расход насоса при этом должен быть или равен Q_{макс.час}, но не должен превышать дебита источника. С уменьшением t повышается потребляемая мощность для привода насоса, увеличиваются диаметр напорного трубопровода и емкость резервуара водонапорной башни, но сокращаются эксплуатационные расходы. При увеличении t сокращаются расходы на строительство, но эксплуатационные расходы увеличиваются. На основе сравнительных технико-экономических расчетов время работы насосной станции принимается равным 7 или 14 ч.

По величине Q_нас выбираем по рабочим характеристикам тип и марку центробежного насоса: (наименование, технические характеристики)

Потребная мощность в Вт электродвигателя для привода насоса:

где Q_нас – объемный расход воды (подача насоса), м³/с;

ρ – плотность воды, кг/м³;ρ = 1000 кг/м³

Н – полный напор насоса, м (берется из технической характеристики в МПа. Коэффициент связи между единицами 0,1 МПа = 10 м); Н = 26 м;

К_з – коэффициент запаса мощности, учитывающий возможные перегрузки во время работы насоса (К_з=1,1…2,0);

g– ускорение свободного падения, м/с²;

η_н – КПД насоса согласно технической характеристике (для центробежных насосов η_н= 0,4…0,6, для вихревых η_н = 0,25…0,55);

η_п – КПД передачи от двигателя к насосу (при прямом соединении с насосом η_п= 1,0).

Выбираем электродвигатель: (наименование электродвигателя)

Воду необходимо подавать потребителям под определенным напором, называемым свободным напором Н_св. Для водозаборных точек на животноводческих фермах необходимый напор Н_св = 4…5 м (Н_св = 40…50 кПа) обеспечивается водонапорной башней.

Необходимая вместимость резервуара в м³ водонапорной башни равна:

V_рез =

Полученную вместимость резервуара округляем до стандартной (10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 и 50 м³), то есть V_рез = 10 м³.

Диаметр труб выбирают так, чтобы скорость воды в них не превышала 0,4-1,25 м/с. Диаметр труб (м) внешнего водопровода на начальном участке, на котором проходит все количество воды, определяем по формуле:

где Q_макс.с – максимальный секундный расход воды, м³/с;

v – скорость воды в трубах, м/с.

Для поения животных используют поилки разных конструкций, что обусловлено различием вида животных, их половозрастных групп, способов их содержания. Поилки подразделяются на индивидуальные и групповые, стационарные и передвижные. По принципу действия их различают на клапанные, вакуумные, чашечные, сосковые, капельные, ниппельные, корытные и др.

Для поения животных в пастбищных условиях при отсутствии стационарных выгонов применяют передвижные поилки – цистерны с водой, оборудованные индивидуальными или групповыми автопоилками.

Выбираем тип автопоилок и определяем их количество на животноводческой ферме:

где m – количество животных, гол.;

z – коэффициент, показывающий, на какое количество животных предназначена та или иная автопоилка.