Количество воды, которое должна подавать проектируемая водопроводная сеть, определим по расчетным нормам ее потребления потребителем каждого вида и их числу, с учетом перспективного плана увеличения потребления воды.

Новый водопровод рассчитываем на срок службы 15-20 лет без коренного переустройства.

Среднесуточный расход воды Q_{ср. сут.}(л) на ферме определяем по формуле:

Q_{ср. сут.} = q₁n₁+q₂n₂+…+q_mn_m,

где q_m – среднесуточная норма потребления воды одним потребителем, л;

n_m – количество потребителей.

Определяем максимальный суточный расход воды по формуле:

,

где α _сут – коэффициент суточной неравномерности;

α _сут – 1,3.

Максимальный часовой расход вода (л/ч) определим по формуле:

,

где α_ч – коэффициент часовой неравномерности, на фермах с автопоением, α_ч = 2… 2,5.

Секундный расход (л/с) воды равен:

,

Суточный расход насосной станции должен быть равен максимальному суточному расходу воды на помещении или ферме, а часовой расход станции (насоса) определимся по формуле:

,

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

Продолжительность работы насоса t выбираем в соответствии с дебитом водоисточника, учитывая, что расход насоса при этом должен быть больше или равен Q_max.ч, но не должен превышать дебита источника. С уменьшением повышается потребная мощность для привода насоса, увеличивается 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 времени работы насосной станции принимаем равным 7 часам. По величине Q_нас. и требуемом напоре выбираем по рабочим характеристикам насос ½К-6 (центробежный консольный, объемная подача 7 м³/ч, полный напор Н=18 м). Потребную мощность (Вт) электродвигателя для привода насоса определим по формуле:

,

где Q_нас. – объемный расход воды (подача насоса), м³/с; r - плотность воды, кг/м³; Н – полный напор насоса, м (берется из технической характеристики); К_з – коэффициент запаса мощности, учитывающий возможности перегрузки во время работы насоса, К_з = 1,1 – 2,0; g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²; h_н – к.п.д. насоса согласно технической характеристике (для центробежных насосов h_н = 0,4 – 0,6; для вихревых h_н = 0,25 – 0,55); h_п – к.п.д. передачи от двигателя к насосу (при прямом соединении с насосом h_п = 1,0).

Воду необходимо подавать потребителям под определенным напором, называемым свободным напором Н_св. Для водоразборных точек на животноводческих фермах необходимый напор Н_св. = 4 ¸ 5 м (Н_св. = 40 - 50 кПа) обеспечивается водонапорной башней. Необходимая вместимость резервуара (м³) водонапорной башни равна:

V_рез = (0,15…0,20) Q_{мах. сут.},

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

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

,

где Q_{мах с} – максимальный секундный расход воды, м³/с;  – скорость воды в трубах, м/с; Диаметр труб выбираем так, чтобы скорость воды в них не превышала 0,4-0,25 м/с. Диаметр труб (м) внешнего водопровода на начальном участке, на котором проходит все количество воды, определяем по формуле:

.

После определения диаметра трубопровода выбираем тип автопоилок и определяем необходимое их количество (n) на животноводческом комплексе:

,

где m – количество животных, гол.; z – коэффициент, показывающий, на какое количество животных предназначена та или иная автопоилка.

Выбираем индивидуальную автопоилку одночашечную ПА-1А (рассчитана на обслуживание двух голов, применяется во всех зонах при привязном содержании крупного рогатого скота в коровниках, имеющих водопроводную сеть [1, с.252]).

Тогда

Пользуясь таблицей часового расхода воды (в процентах) (табл. 1), строим в масштабе график суточного расхода воды.

Таблица 1

Примерный режим расходования воды на животноводческих

фермах по часам суток

При построении графика по оси ординат откладываем в выбранном масштабе расход воды за каждый час (л/ч) (в процентном отношении от максимального суточного расхода), т.е.

,

а по оси абсцисс – часы суток (рис. 1).

Рис. 1. График расходования воды на животноводческом комплексе по часам суток