Количество воды (питьевой, технической), которое должно подавать проектируемая водопроводная сеть, определяют по расчетным нормам ее потребления потребителем каждого вида и их числу, с учетом перспективного плана увеличения потребления воды. Новый водопровод рассчитывают на срок службы 15-20 лет без коренного переустройства.

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

Q_{ср. сут.} = q₁n₁+q₂n₂+…+q_mn_m,

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

n_m - количество потребителей.

Q_срсут = 30 ∙ 800 = 24000 л

Величина этого расхода недостаточна для выполнения расчета водопроводной сети, поэтому определяют максимальный суточный расход воды по формуле:

Q_{мах. сут.} = Q_ср.сут · α_сут,

где α_сут - коэффициент суточной неравномерности;

Q_махсут = 24000 ∙ 1.3 = 31200 л

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

Q_мах.ч. = Q_{мах.сут.} ∙ α_ч / 24,

где α_ч - коэффициент часовой неравномерности

Q_мах.ч. = 31200 ∙ 2.3 / 24 = 2990 л/ч

Секундный расход (л/с) воды равен:

Q_с = Q_мах.ч. / 3600 = 2990 / 3600 = 0.831 л/с

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

Q_нас. = Q_{мах.сут} / τ ,

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

Продолжительность работы насоса τ выбирают 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 τ сокращаются расходы на строительство, но эксплуатационные расходы увеличиваются. На основе сравнительных технико-экономических расчетов времени работы насосной станции принимается равным 7 или 14 часам.

Q_нас = 31200 / 10 = 3120 л/ч = 3.12 м³/ч

По величине Q_нас. и требуемому напору выбирают по рабочим характеристикам тип и марку насоса:

Насос марка - 1/2 К-6

Тип - центробежный консольный

Объёмная подача = 6 м³/ч

Полный напор H = 14 м

Потребная мощность (Вт) электродвигателя для привода насоса определяется по формуле:

N = (Q_нас ∙ ρ ∙ H ∙ К_з ∙ g) / (η_п ∙ η_н)

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

ρ - 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;

g - ускорение свободного падения;

η_н - к.п.д. насоса согласно технической характеристике;

η_п - к.п.д. передачи от двигателя к насосу.

N = ( 6 / 3600 ∙ 1000 ∙ 14∙ 1.5 ∙ 9.81) / (1 ∙ 0.5) = 686.7 Вт = 0.6867 кВт

Воду необходимо подавать потребителям под определенным напором, называемым свободным напором Н_св. Для водоразборных точек на животноводческих фермах необходимый напор Н_св = 4 0... 5 м (Н_св = 40 0... 50 кПа) обеспечивается водонапорной башней.

Необходимая вместимость резервуара (м³) водонапорной башни равна:

V_рез = (0.15…0.20) Q_{мах.сут.} = 0.17 ∙ 31.2 = 5.304 м³

Полученную вместимость резервуара округляем до стандартной: V_рез = 10

Диаметр труб выбирает 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:

d = ,

где Q_{мах с} - максимальный секундный расход воды, м³/с;

V - скорость воды в трубах, м/с;

d = (4 ∙ 0.000831 / (3.1415 ∙ 0.4))^1/2 = 0.051 м

После определения диаметра трубопровода выбирают тип автопоилок и определяют необходимое их количество (n) на животноводческой ферме или комплексе:

n = m / z,

где m - количество животных, гол.;

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

Выбираем индивидуальную автопоилку типа АП-1А (из полимерных материалов, вместимость 1,95 л, масса 0,7 кг, 265х262х153 мм), устанавливается из расчёта одна поилка на два соседних стойла, тогда n = 800 / 2 = 400.

Пользуясь таблицей часового расхода воды для КРС, строим в масштабе график суточного расхода воды.

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

Q_ч = Q_max.сут ∙ q / 100, а по оси абсцисс - часы суток.

Вода подводится в автопоилки при низких температурах ее и окружающего воздуха. На фермах крупного рогатого скота, в коровнике, на стене у входа в молочный блок монтируется водонагревательное приспособление ВЭП-600 для подогрева воды до 10 °С и принудительной циркуляции ее. Подается вода центробежным насосом производительностью 6 м³/ч при давлении в трубопроводе до 300 кПа.