Коровник для 300 коров беспривязного содержания

    Площадь i-го отверстия находим по формуле:

    f_i = A_if₁(5.5)

    Коэффициенты  Аi находим по формуле:

    (5.6)

    Подсчитываем  по формуле значения коэффициентов для отверстий 2 - 44:

А₂ = 1,0488             А₁₄ = 1,0033 А₂₆=1,0116  А₃₈=1,0254

А₃ = 1,0015              А₁₅ = 1,0038 А₂₇=1,0127  А₃₉=1,0266

А₄ = 1,0014            А₁₆ = 1,0043  А₂₈=1,0138  А₄₀=1,0281

А₅ = 1,0008            А₁₇ = 1,0040 А₂₉=1,0148  А₄₁=1,0298

А₆ = 1,0012            А₁₈ = 1,0055 А₃₀=1,0159  А₄₂=1,0314

А₇ = 1,0008            А₁₉ = 1,0060 А₃₁=1,0169  А₄₃=1,0330

А₈ = 1,0012            А₂₀ = 1,0071 А₃₂=1,0179  А₄₄=1,0347

А₉ = 1,0013            А₂₁ = 1,0076 А₃₃=1,0190

А₁₀ = 1,0016          А₂₂ = 1,0081 А₃₄=1,0201

А₁₁ = 1,0020          А₂₃ = 1,0091 А₃₅=1,0217

А₁₂ = 1,0024          А₂₄ =1,0099  А₃₆=1,0336

А₁₃ = 1,0029          А₂₅=1,0108  А₃₇=1,0244

    Площади отверстий 2 - 44 воздуховода вычисляем по формуле (5.5):

f₂ = 1,04880,05 = 0,05244м²

f₃ = 1,00150,05 =  0,050075м²

f₄ = 1,00140,05 = 0,05007м²

f₅ = 1,00080,05 = 0,05004м²

f₆ = 1,00120,05 = 0,05006м²

f₇ = 1,00080,05 = 0,05004м²

f₈ = 1,00120,05 = 0,05006м²

f₉ = 1,00130,05 = 0,050065м²

f₁₀ = 1,00160,05 =0,05008м²

f₁₁ = 1,00200,05 = 0,0501м²

f₁₂ = 1,00240,05 = 0,05012м²

f₁₃ = 1,00290,05 = 0,050145м²

f₁₄ = 1,00330,05 = 0,050165м²

f₁₅ = 1,00380,05 = 0,05019м²

f₁₆ = 1,00430,05 = 0,050215м²

f₁₇ = 1,00400,05 = 0,0502м²

f₁₈ = 1,00550,05 = 0,050275м²

f₁₉ = 1,00600,05 =  0,0503м²

f₂₀ = 1,00710,05 = 0,050355м²

f₂₁ = 1,00760,05 = 0,05038м²

f₂₂ = 1,00810,05 = 0,050405м²

f₂₃ = 1,00910,05 = 0,050455м²

f₂₄= 1,01080,05= 0,05054м²

f₂₅=1,01080,05=0,05054 м²

f₂₆=1,01160,05= 0,05058м²

f₂₇=1,01270,05= 0,050635м²

f₂₈=1,01380,05= 0,05069м²

f₂₉=1,01480,05= 0,05074м²

f₃₀=1,01590,05= 0,050795м²

f₃₁=1,01690,05= 0,050845м²

f₃₂=1,01790,05= 0,050895м²

f₃₃=1,01900,05= 0,05095м²

f₃₄=1,02010,05= 0,051005м²

f₃₅=1,02170,05= 0,051085м²

f₃₆=1,03360,05= 0,05168м²

f₃₇=1,02440,05= 0,05122м²

f₃₈=1,02540,05= 0,05127м²

f₃₉=1,02660,05= 0,05133м²

f₄₀=1,02810,05= 0,051405м²

f₄₁=1,02980,05= 0,05149м²

f₄₂=1,03140,05= 0,05157м²

f₄₃=1,03300,05= 0,05165м²

f₄₄=1,03470,05= 0,051735м² 

При помощи номограммы определяем потери давления на трение в наиболее протяженной ветви  вентиляционной сети.

Участки 1 и 3:   R₁ = R₃  = 1,6 Па/м,      при d₁ = 0,412 мм и v₁ = 9 м/с.

Так же по номограмме находим динамическое давление потока:

P_д1 = P_д3 = 60 Па (при r=1,22 кг/м³).

Аналогично находим  значения R и P_д для участков 2:

Участок 2:   R₂ = 4 Па/м      при d₂ = 0,456 мм и v₂= 15 м/с.

P_д2 = 135 Па (при r=1,22 кг/м³)  

Вычисляем значения потерь давления на трение:

участок 1:  R₁l₁=1,648 = 76,8 Па

участок 2:  R₂l₂=418 = 72 Па

участок 3:  R₃l₃=1,648 = 76,8 Па

Определяем  коэффициенты местных  сопротивлений:

участок 2: вход в жалюзийную решетку с поворотом потока - z=2; диффузор у вентилятора - z=0,15; отвод 90^о круглого сечения (R/d)=3 z=0,12; колено 90^о круглого сечения z=1,1;      Sz₂=2+0,15+0,12+1,1=3,37;

участок 1 и 3: отвод 90^о круглого сечения (R/d)=2 - z=0,15; внезапное сужение сечения (F₁/F₂=0,133/0,163=0,82) - z=0,2; колено 90^о круглого сечения z=1,1; 24 выходных боковых отверстий (V₀/V₁=6/9=0,66) - z=241,25=30;  

Sz₁ = Sz₃ =0,12+0,2+1,1+30 =31,42;

Вычисляем потери давления в  местных сопротивлениях:

участок 1: Z₁=Sz₁ P_д1       Z₁=31,4260 =1885,2 Па

участок 2: Z₂=Sz₂ P_д2       Z₂=3,37135=454,95 Па

участок 3: Z₃=Sz₃ P_д3       Z₃=31,4260 =1885,2 Па

Вычисляем потери давления на трение и в местных  сопротивлениях по участкам:

участок 1: R₁l₁+ Z₁=76,8+1885,2 =1962 Па

участок 2: R₂l₂+ Z₂=72+454,95=526,95 Па

участок 3: R₃l₃+ Z₃=76,8+1885,2 =1962 Па

Определяем  динамическое давление на выходе из сети:

P_д.вых=36 1,22/2=21,96 Па

Определяем  сопротивление калориферной установки  (Па)  по графику при массовой скорости воздуха  vρ = 7,6 кг/(см²):

P_к.у=42 Па

    Таблица 1.

    Бланк расчета системы вентиляции:

 

    Находим расчетное полное давление, которое  должен развивать вентилятор по формуле:      

    Р_в=1,1((Rl+Z)+ P_д.вых + P_к.у )(5.7)

    где 1,1 - запас давления на непредвиденные сопротивления; S(Rl+Z) -  потери давления на трение и в местных сопротивлениях в наиболее протяженной ветви вентиляционной сети, Па; R - удельная потеря давления на трение, Па/м; l - длина участка воздуховода, м; Z=SzP_д - потеря на трение в местных сопротивлениях участка воздуховода, Па; Sz -  сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке; P_д=V²r/2- динамическое давление потока воздуха, Па; v- скорость движения воздуха в трубопроводе (в магистральных линиях 10..15 м/с, в ответвлениях 6...9 м/с); r- плотность воздуха в трубопроводе, кг/м³; Р_д.вых - динамическое давление на выходе из сети, Па; Р_к.у - сопротивление калориферов, Па.

Р_в=1,1(2488,95+21,96+42)=2808,20 Па 

    Подбор  вентилятора будем вести по номограмме для подбора центробежных вентиляторов серии Ц4-70, по расчетному давлению и  подаче определяем номер вентилятора  №6 безразмерный коэффициент А=11000, h_в=0,74 и скорость воздуха в выхлопном отверстии вентилятора 15 м/с, а частота вращения:

    n=A/N_в(5.8)

    n=11000/6=1833,33 об/мин

    Необходимую мощность (кВт) на валу электродвигателя для привода вентилятора подсчитываем по формуле:

    N_в= Q_вР_в/(3,610⁶h_вh_п)                  (5.9)

    где  h_в - КПД вентилятора; h_п - КПД передачи (при непосредственной насадке на вал электродвигателя h_п =1, для муфтового соединения  h_п =0,98, для клиноременной передачи h_п =0,95).

    Определим мощность на валу электродвигателя по формуле (5.10):

    N_в= 88032808,20 /(3,610⁶0,741)=9,28 кВт

    Установленную мощность двигателя определяем по формуле:

    N_ус=k_з∙N_в,(5.11)

      где k_з  - коэффициент запаса мощности (k_з=1,1 при Nв>5)

    Установленная мощность электродвигателя равна:

    N_ус=1,19,28=10,208 кВт

    В справочнике [ 4 ] подбираем электродвигатель, у которого мощность и частота вращения самые близкие к расчетным, этим двигателем может являться двигатель марки А112M2 мощностью 7,5 кВт, частотой вращения 2895 об/мин и К.П.Д. равным 87 %

6. Расчет вытяжной  вентиляции

    Определим количество и размеры всех вытяжных шахт.

    Площадь поперечного сечения (м²) всех вытяжных шахт при естественной тяге определяется по формуле:

    F=Q/(3600Vвш),                                  (6.1)

    где Vвш - скорость движения воздуха в вытяжной шахте (м/с).

    Скорость  воздуха определяют по формуле:

    Vвш=2,2                             (6.2)

    где h - высота вытяжной шахты (принимается  от 2 до 10 м); tв - расчетная температура внутри помещения, С; tн.в- расчетная вентиляционная температура наружного воздуха, С. 

    h= 3,5 м

    Vвш = 2,2∙(3,5∙(3 + 27)/273)^1/2 = 1,36 м/с

    Находим площадь сечения  всех вытяжных шахт по формуле (6.1):

F=17955/(36001,36)=3.7 м²

Принимаем шахты размерами 0,7*0,7м

Площадь одной шахты f=0,70,7=0,49 м²

Число   вытяжных шахт находим по формуле:

    n_вш=F/f                                  (6.3)