Расчет вентиляции животноводческих помещений
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.
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
Продолжение таблицы 6.2
Примечание. α — угол, R — радиус отвода, D — диаметр трубопровода, S — поперечное сечение отвода, S/ — поперечное сечение трубопровода.
Date:
