Расчет вентиляции животноводческих помещений
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.
Вентиляция с естественным побуждением воздуха происходит под влиянием ветра (ветровой напор) и вследствие разности температур (тепловой напор). Принудительная вентиляция осуществляется при помощи вентиляторов.
Кратность часового воздухообмена определяют по формуле
, (6.1)
где L - воздухообмен животноводческого помещения, м3/ч (воздухообмен по влажности Vw либо по содержанию СО2 VСО2); Vn - объем помещения, м3.
Расчет необходимого воздухообмена животноводческого помещения производится попредельно допустимым зоогигиеническим нормам содержания углекислоты или влажности воздуха в помещениях для разных видов животных. Поскольку сухость воздуха в животноводческих помещениях имеет особое значение для создания у животных устойчивости к заболеваниям и высокой продуктивности, то правильнее вести расчет объема вентиляции по норме влажности воздуха. Объем вентиляции, рассчитанный по влажности, выше, чем рассчитанный по углекислоте. Основной расчет необходимо проводить по влажности воздуха, а контрольный - посодержанию углекислоты. Воздухообмен по влажности определяется поформуле
, (6.2)
где С - количество водяных паров, выделяемых одним животным, г/ч; m - количество животных в помещении; С1 - допустимое количество водяного пара в воздухе помещения, г/м3; С2 - содержание влаги в наружном воздухе в данный момент, г/м3 (С2 = 3,2 - 3,3 г/м3).
Допустимое количество водяного пара в воздухе С1 определяется нормами относительной влажности W(%) и температуры (tоС) в данном животноводческом помещении. Эти параметры приведены в нормах технологического проектирования по КРС - НТП-АПК 1.10.01.001-00 и НТП 1-99, по свиньям - НТП-АПК 1.10.02.001-00 и ВНТП 2-96, овцам - НТП-АПК 1.10.03.001-00,по птице - НТП-АПК 1.10.05.001-01.
Приближенно величину С1 можно подсчитать по формуле
,
где Сmax - максимальное количество водяных паров, удерживаемых в воздухе (т.е. при W=100%) при данной температуре (табл. 6.1).
Таблица 6.1 - количество граммов водяного пара в 1м3 воздуха при W=100%, г/м3.
Температура, 0С | Сmax , г/м3 | Температура, 0С | 0,0 | Температура, 0С | Сmax , г/м3 |
4,60 | +11 | 9,79 | +21 | 18,50 | |
+1 | 4,94 | +12 | 10,46 | +22 | 19,66 |
+2 | 5,30 | +13 | 11,16 | +23 | 20,91 |
+3 | 5,69 | +14 | 11,91 | +24 | 22,18 |
+4 | 6,10 | +15+ | 12,70 | +25 | 23,55 |
+5 | 6,53 | 16+ | 13,54 | +26 | 24,99 |
+6 | 7,00 | 17+ | 14,42 | +27 | 26,51 |
+7 | 7,49 | 18+ | 16,36 | +28 | 28,10 |
+8 | 8,02 | +19 | 16,35 | +29 | 29,78 |
+9 | 8,57 | +20 | 17,39 | +37 | 46,73 |
+10 | 9,17 | +38 | 49,35 | ||
+39 | 52,09 | ||||
+40 | 54,97 |
Расчет величины требуемого воздухообмена по содержанию углекислоты производят по формуле
, (6.3)
где Р - 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 = 0,3-0,4 л/м3).
Необходимые данные для расчета по формуле (6.3) имеются в упомянутых выше документах.
Из полученных расчетом значений величин Vw и VСО2 принимается большее. По нему и подсчитывается требуемая кратность воздухообмена К, который и определяет тип вентиляции.
При естественной вентиляции в первую очередь определяется общая площадь Sв вытяжных каналов.
, (6.4)
где ν- скорость движения воздуха при прохождении через трубу определенной высоты и при определенной разнице температур, м/с.
Значение ν в каждом случае может быть определено по формуле
, м/с (6.5)
где h - высота канала, м; tвн - температура воздуха внутри помещения, оС; tн - температура воздуха снаружи помещения, оС (берется для переходных периодов «осень-весна»).
Далее, исходя из схемы животноводческих помещений, принимается число вытяжных каналов nв. Поперечное сечение S1 одного канала при этом определяется из формулы
, м2 (6.6)
Площадь приточных каналов Sn обычно составляет 60-70% от площади вытяжных Sв.
Расчет вентиляции с искусственным побуждением воздуха производится при кратности воздухообмена К>3.
Вентиляционные установки с искусственным побуждением воздуха бывают с механическим побуждением вытяжки и с механическим побуждением притока.
Вентиляторы обычно характеризуются двумя основными величинами: подачей Qв и создаваемым напором Н.
При непрерывной работе вентилятора его подача выбирается равной необходимому возухообмену. Чтобы регулировать величину воздухообмена, выбирают вентилятор с запасом по подаче и включают его в действие периодически. При установке вентилятора в каждой шахте его подачу определяют по формуле
, (6.7)
где nв - число вытяжных каналов.
Подача каждого вентилятора не должна превышать 8000 м3/ч.
Диаметр труб вентиляционной сети выбирают достаточно большими, чтобы скорость движения воздуха в них была не более 12-15 м/с. Диаметр трубопровода (сечение шахты) определяют по формуле
, м. (6.8)
Расчет необходимой величины напора вентилятора производят по величине сопротивлений движению воздуха в канале или воздухопроводе. При движении воздуха по воздухопроводу имеют место потери напора на преодоление сопротивления трению и от местных сопротивлений.
Потери напора от сопротивления трению в прямой круглой трубе рассчитываются по формуле
, (6.9)
где - коэффициент сопротивления трению воздуха в трубе, ; l- длина трубопровода, м; ρ - плотность воздуха, кг/м3.
Потери напора от местных сопротивлений находят по формуле
(6.10)
где - сумма коэффициентов местных сопротивлений (табл. 6.2). Общие потери напора в вентиляционной системе составляют:
(6.11)
Технические характеристики осевых и центробежных вентиляторов отыскиваются в Интернете.
Таблица 6.2 - Значения коэффициентов потерь от местных сопротивлений
Наименование местного сопротивления | Величина коэффициента |
Колено с углом α =90о | 1,10 |
То же с углом α =120о | 0,55 |
Продолжение таблицы 6.2
То же с углом α =150о | 0,20 |
Отвод при R/D =1,0 | 0,25 |
То же при R/D =1,5 | 0,175 |
То же при R/D =2,0 | 0,15 |
Внезапное сужение при S/S' =0,1 | 0,29 |
То же при S/S' =0,3 | 0,25 |
То же при S/S' =0,4 | 0,21 |
То же при S/S' =0,5 | 0,18 |
Внезапное расширение S'/S = 0,1 | 0,81 |
То же S'/S = 0,3 | 0,49 |
То же S'/S = 0,5 | 0,25 |
Дроссель или задвижка | 0,01-0,08 |
Боковой выход | 1,0 |
Вход с конца | 0,3 |
Выход с конца | 1,0 |
Сетка при живом сечении, % | 0,1 |
Жалюзи (выход) | 3,0 |
Жалюзи (вход) | 0,5 |
Примечание. α - угол, R - радиус отвода, D - диаметр трубопровода, S - поперечное сечение отвода, S/ - поперечное сечение трубопровода.
Дата добавления: 2016-03-05; просмотров: 4252;