Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха Рязанов Алексей Борисович

Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха
<
Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Страница автора: Рязанов Алексей Борисович


Рязанов Алексей Борисович. Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха: дис. ... кандидата технических наук: 05.20.01 / Рязанов Алексей Борисович;[Место защиты: ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет»].- Оренбург, 2012.- 136 с.

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования 9

1.1 Преимущества использования башен Рожновского для водоснабжения сельских потребителей 9

1.2 Существующие способы борьбы с последствиями льдообразования на внутренних стенках башен Рожновского 19

1.3 Существующие методы уменьшения скорости нарастания льда в водонапорных башнях 22

Выводы по главе: 29

2. Теоретический анализ температурного режима работы башен рожновского 30

2.1 Установившийся режим 30

2.2 Переходный режим 42

2.2.1 Динамика охлаждения воды в водонапорной башне 42

2.2.2 Динамика нарастания льда на внутренней стенке 47

Выводы по главе: 54

3. Общая программа и методика экспериментальных исследований 55

3.1 Программа исследований 55

3.2. Описание экспериментальных установок 57

3.3 Методика проведения экспериментальных исследований 64

3.3.1 Методика определения температуры воды 64

3.3.2 Методика определения температуры воздуха 65

3.3.3 Методика определения температуры воды в емкости, имитирующей скважину и потребителя 65

3.3.4 Методика определения толщины льда, образовавшегося на внутренних стенках экспериментальных установок 65

3.3.5 Методика определения расхода воды 67

3.4 Точность измерений 70

Выводы по главе: 72

4. Анализ результатов исследований 73

4.1 Анализ зависимости температуры воды в металлической водонапорной башне от времени 73

4.2 Анализ зависимости толщины льда в металлической водонапорной башне от времени 76

Выводы по главе: 82

5. Практическая реализация результатов исследований 83

5.1 Методика инженерного расчета режимов работы башен Рожновского в зимний период года 83

5.2 Способы снижения скорости нарастания льда в башнях Рожновского 98

5.3 Оценка экономической эффективности предлагаемых методов предотвращения выхода из строя металлических водонапорных башен Рожновского 101

Выводы по главе: 107

Общие выводы: 108

Список использованных источников 110

Введение к работе

Актуальность темы. В сельском хозяйстве на различные технологические нужды требуется достаточно большое количество воды. Поэтому организация надежного бесперебойного водоснабжения сельскохозяйственных потребителей является одной из наиболее важных задач сельскохозяйственного производства.

В настоящее время большинство систем водоснабжения на селе организованы с использованием относительно дешёвых металлических водонапорных башен Рожновского. Их существенным недостатком является обледенение внутренней поверхности стенок в зимний период года.

При этом в первую очередь нарушается работа систем автоматического регулирования уровня воды (датчиков уровней), снижается полезный объём башни и в конечном итоге происходит её механическое разрушение. Защита башни от обледенения путём её теплоизоляции, как показала практика применения такой защиты в некоторых хозяйствах, в том числе и в Оренбургской области, неэффективна, так как требует значительных дополнительных затрат, сводящих тем самым на нет главное преимущество башни Рожновского – её дешевизну. Ускоряется коррозия стенок башни при попадании между ними и теплоизоляцией влаги, а также затрудняется выявление и устранение возможных протечек. Вместе с тем известны случаи существенного повышения устойчивости водонапорной башни к обледенению путём более полного использования тепла воды, поступающей из скважины, за счёт подачи её в верхнюю зону башни.

Однако при этом остаётся неизвестным, насколько такая мера эффективна в различных климатических условиях эксплуатации, неизвестны также границы её эффективности по минимуму температуры окружающей среды, минимуму разбора воды или длительности его перерыва. Неясными также остаются способы конструктивной реализации защиты башен. Ответы на поставленные вопросы можно дать, детально изучив процессы изменения температуры воды внутри водонапорной башни и процессы её обледенения при различных способах водоподачи и режимах водоразбора.

Таким образом, предотвращение чрезмерного обледенения башен Рожновского является на сегодняшний день актуальной задачей.

Цель работы – обосновать конструктивные и режимные параметры работы водонапорной башни Рожновского, обеспечивающие её работоспособность при отрицательных температурах окружающего воздуха.

Объект исследования – процесс нарастания льда на внутренней поверхности стенки водонапорной башни Рожновского.

Предмет исследования закономерности, определяющие скорость нарастания льда на внутренней поверхности стенки водонапорной башни Рожновского.

Рабочая гипотеза – предполагается снизить темп нарастания льда за счет более эффективного использования энергии воды, поступающей в башню.

Методы исследований:

метод конечных разностей;

дифференциальное и интегральное исчисления;

планирование эксперимента;

компьютерное математическое моделирование.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

выявлены аналитические зависимости температуры воды в башне Рожновского, а также толщины образовавшегося льда на ее внутренних стенках от времени при различных температурах и скоростях окружающего
воздуха;

экспериментально подтверждены зависимости температуры воды в башне Рожновского и толщины образовавшегося льда на ее внутренних стенках от времени при различных температурах окружающего воздуха;

предложен способ подачи воды в водонапорную башню Рожновского, который позволяет сократить темп ее обмерзания.

Практическая значимость работы. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по усовершенствованию конструкции трубы подачи воды в башню Рожновского (патент № 3279452). Внесенные конструктивные изменения способствуют повышению устойчивости башен к льдообразованию при эксплуатации в зимний период года.

Реализация результатов исследований.

Модернизированная металлическая водонапорная башня Рожновского прошла производственную проверку и эксплуатируется в СПК «Весенний» Оренбургского района Оренбургской области, а также в ООО «Сагарчин» Акбулакского района Оренбургской области.

Основные положения, выносимые на защиту:

математическая модель определения времени охлаждения воды в водонапорной башне Рожновского;

математическая модель определения времени нарастания льда на внутренних стенках водонапорной башни Рожновского;

способ подачи воды в водонапорную башню Рожновского.

Апробация работы. Общие положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях: «Совершенствование инженерно-технического обеспечения технологических процессов в АПК» (Оренбург, 20062009); региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Наука – технологии – производство рынок» (Оренбург, 2006), а также международной научно-практической конференции «Состояние, перспективы экономико-технологического развития и экологически безопасного производства в АПК» (Оренбург, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК, получен 1 патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, включая список литературы из 128 наименований, 55 рисунков, 39 таблиц и 4 приложения.

Существующие способы борьбы с последствиями льдообразования на внутренних стенках башен Рожновского

Наряду с вышеизложенными известны также способы, частично препятствующие образованию корки льда на внутренней поверхности металлических водонапорных башен. М. А. Спивак [11] предлагает снабдить водонапорную башню растяжками, закрепленными к верхней части центральной расширяющей стойки и к емкости, а верхнюю часть емкости выполнить из светопроницаемого материала (рисунок. 1.7).

Солнечный свет, проникнув через пленку 8 внутрь емкости, нагревает воду, а также стенки 2 и 4 и стойку 5, окрашенные внутри емкости в светопоглощающие тона. Нагретые тела излучают тепло в окружающее пространство в инфракрасном диапазоне волн, для которых оболочка 8 непроницаема точно так же, как и оболочки 2-4. Поэтому температура воздуха в емкости на 15-20 градусов превышает температуру наружного воздуха. В таких условиях толщина льда изнутри верхнего конуса 2 не достигает опасной для днища 3 толщины.

Главным недостатком такого способа можно считать то, что прогреваться будет только верхняя часть емкости, в то время как ее нижняя часть будет покрываться льдом.

Кроме того, при диаметре бака 3 м максимальная энергия, поступающая от солнечного излучения, составляет порядка 10,5 кВт, что наблюдается крайне редко. А также, как показывают наблюдения, водонапорные башни в основном обледеневают ночью, когда такой механизм защиты не работает.

В качестве наиболее подходящего подхода к данной проблеме можно считать поиск более рационального использования тепла воды, поступающей в башню из скважины.

Нами в течение трех лет эксплуатации в хозяйстве Оренбургской области наблюдалась система, представленная на рис. 1.8 [12]. По трубе подачи, расположенной рядом с башней, вода поступает в верхнюю часть, в то время как разбор воды идет из нижней части.

В этом заключается отличие от традиционного метода, при котором подача и разбор воды происходят в нижней части водонапорной башни, что является причиной застаивания, охлаждения и замерзания воды при низком объеме водопотребления.

При подаче воды в верхнюю часть емкости происходит обновление всего объема воды в водонапорной башне, и она не успевает охлаждаться до температуры замерзания.

Поскольку подающая труба находится рядом с башней, в нее нельзя ставить обратный клапан, так как при отключении насоса вода в ней будет замерзать. Отсутствие обратного клапана приводит к тому, что после отключения насоса вода по подающей трубе стекает обратно в скважину, заставляя двигатель насоса вращаться в обратном направлении. При этом увеличиваются износ насоса и затраты электроэнергии при повторных заполнениях подающей трубы. Также при вращении двигатель «переворачивается» в генераторный режим, следовательно, будут появляться помехи в электрической сети.

А.А. Рожновский и В.Д. Смирнов предлагают следующий способ (рисунок 1.9): в водонапорной неотапливаемой башне, включающей бак, водозаполненную трубчатую опору, утепленную в нижней части грунтовой обсыпкой, водоподводящий и водоотводящий трубопроводы, трубчатая опора снабжена диафрагмой, выполненной в виде усеченного конуса, вершина которого обращена к баку, размещенного в зоне грунтовой обсыпки и установленного с образованием кольцевого зазора относительно стенок трубчатой опоры, причем конец водоподводящего трубопровода расположен выше вершины усеченного конуса, а водоотводящий трубопровод расположен под ним [13].

На рисунке 1.9 а изображен общий вид, на рисунке 1.9 б – узел I на рисунке 1.9 а. Башня работает следующим образом. Вода поступает в башню по водоподводящему трубопроводу 4 через гидравлическую насадку 7 и поднимается по водозаполненной опоре 2 под влиянием гидростатического напора в насадке 7 и разности удельных весов поступающей воды теплой и охлажденной в холодное время года, заполняющей водозаполненную опору 2. По мере подъема воды вдоль водозаполненной опоры 2 ее отдельные струи отклоняются к стенкам опоры, у которых в холодное время года постепенно охлаждаются, отдавая при этом тепло на обогрев опоры, что препятствует процессу образования льда на стенках опоры. Охлаждение воды сопровождается также увеличением ее объемного веса, что приводит к опусканию охлажденной воды вдоль стенок опоры 2 и далее через кольцевой зазор 8 под усеченный конус 6, откуда охлажденная вода уходит в водораспределительную сеть по водоотводящему трубопроводу 5.

В водонапорной башне вся вода перед поступлением в водораспределительную сеть проходит через водозаполненную опору башни.

Однако при этом достаточно быстро происходит перемешивание воды из скважины с более холодной водой в башне, в результате чего их температуры выравниваются, что слабо отражается на уменьшении толщины уже образовавшегося льда. Таким образом, улучшения работы металлических водонапорных башен можно добиться путем более полного использования теплоты воды, поступающей в башню.

Динамика охлаждения воды в водонапорной башне

Намораживание льда следует рассматривать как процесс теплообмена с граничными условиями четвертого рода, при которых решается задача о теплообмене двух сред (твердое тело – жидкость) при фазовом переходе на границе их раздела [20].

Нарастание льда представляет собой постепенный процесс кристаллизации воды, т.е. переход ее из жидкого состояния в твердое (лед). Процесс начинается с момента времени, когда температура воды в башне понизится до 0 оС. Кристаллизация идет сначала на внутренней поверхности металлической стенки, вследствие чего на ней образуется тонкий слой льда. Далее толщина этого слоя постепенно увеличивается в направлении к центру водонапорной емкости.

Общепризнанной моделью, используемой при математическом описании многообразных процессов кристаллизации, является классическая постановка задачи, предложенная Й. Стефаном [21].

Нами были приняты следующие физические предположения: 1) температурное поле в жидкой и твердой фазах описывается уравнением теплопроводности с соответствующими теплофизическими характеристиками; 2) кристаллизация происходит на границе раздела фаз, причем предполагаем также, что поверхность раздела фаз достаточно гладкая; 3) фазовый переход происходит в равновесных условиях, т.е. на границе раздела фаз задана равновесная температура Те (в нашем случае оС): 4) скорость продвижения границы раздела фаз определяется условием теплоотвода скрытой теплоты фазового перехода (условие Стефана): , (2.20) где – удельная скрытая теплота фазового перехода, ; – плотность льда, ; – скорость продвижения границы раздела фаз по направлению нормали n, м/с; – коэффициент теплопроводности воды, ; – производная по направлению нормали n. 5) переохлаждения в объеме расплава не допускаются, т.е. на всей поверхности фазового перехода температура не опускается ниже равновесной температуры фазового перехода Te.

Переходя от производной к конечной разности путем введения сетки по координате и шага по времени, выразив из (2.20) скорость продвижения границы раздела фаз, получим: , (2.21) где – разность температур воды и льда вблизи границы раздела фаз, К; – шаг сетки, м. Толщина льда , образовавшегося за время , находилась по выражению: . (2.22) Температура воды Тводы принималась равной температуре кристаллизации (0 оС), температура стенки льда вблизи границы рассчитывалась следующим образом: , (2.23) где S – площадь стенки, м2. Тепловой поток Q рассчитывался по выражению (2.1). Алгоритм расчета динамики намерзания льда: 1. По справочным данным определялись теплофизические характеристики веществ, влияющих на рассматриваемый процесс: – коэффициент теплопроводности стали; – коэффициент теплопроводности воды; – коэффициент теплопроводности льда; – плотность льда; – удельная теплота кристаллизации воды. 2. По модели рассчитываемой башни определялись геометрические размеры: – высота опоры; – диаметр опоры; – толщина стенки. 3. Задавались значения метеорологических параметров, влияющих на рассматриваемый процесс: – температура окружающего воздуха; – скорость ветра. 4. Определялись значения коэффициентов теплоотдачи от стенки к воздуху и от воды к стенке: 5. Вводилась пространственно-временная сетка. Разбиение расчетной области по сетке с шагом , а также выбор шага по времени осуществлялось таким образом, чтобы замена производной на конечные разности была обоснованной и не приводила к большим погрешностям вычисления. 6. Рассчитывался тепловой поток через стенку: , где Q – тепловой поток, Вт; l – высота цилиндра, м; Тводы – температура воды в башне, К; Твозд – температура окружающего воздуха, К; – коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху, ; – коэффициент теплоотдачи от воды к стенке, ; – коэффициент теплопроводности стальной стенки, ; – коэффициент теплопроводности стенки льда, ; dнар – наружный диаметр стальной стенки, м; dвн – внутренний диаметр стальной стенки, м; dвн.л – внутренний диаметр стенки льда, м. В начальный момент толщина стенки льда полагалась равной нулю. 7. Находилась температура внутренней поверхности стенки: . В начале расчета dвн.л принималась равной dвн. 8. Определялась скорость нарастания льда: 9. Находилась толщина образовавшегося льда: , где хi – толщина образовавшегося льда, м; хi-1 – толщина имеющегося льда, м. В начале расчета хi=0. 10. Записывались полученные значения толщины льда и времени, прошедшего с начала расчета, в массив выходных данных. 11. Расчеты итерационным методом по пунктам 6–10 повторялись для следующего промежутка времени со значением толщины льда, полученным на предыдущем расчетном шаге. Расчет заканчивался при условии полного обледенения емкости башни.

Указанный алгоритм позволяет проанализировать динамику нарастания льда на внутренних стенках металлических водонапорных башен Рожновского различных моделей, т.е. определить толщину льда в любой момент времени при различных температурах воздуха и скоростях ветра. Этот алгоритм был нами реализован в среде Mathworks Matlab 6.5.

На рис. 2.20–2.23 показаны полученные нами графики зависимости толщины образовавшегося льда на внутренней стенке водонапорной емкости башни ВБР-15У-10 при различных температурах воздуха и скоростях ветра. Аналогичные графики для других моделей металлических водонапорных башен Рожновского представлены в приложении 2.

Методика определения температуры воздуха

Для подтверждения теоретических положений, изложенных в п. 2.2.2, нами были проведены тестовые расчеты с параметрами лабораторной установки, схема которой изображена на рисунке 3.6, с которой также проводились экспериментальные исследования. На рисунках 4.4–4.6 показаны полученные нами графики зависимости толщины образовавшегося льда на стенках экспериментальной установки от времени при различных температурах атмосферного воздуха и скорости ветра. Температура воздуха измерялась термометром в течение опыта; скорость ветра принималась равной усредненному значению по метеорологическим наблюдениям. Точками показаны экспериментальные данные, линией – теоретически полученная зависимость.

Как видно из представленных графиков, полученные теоретические и экспериментальные зависимости имеют небольшое расхождение, поэтому можно утверждать, что полученные теоретические зависимости подтверждаются экспериментально. Максимальное расхождение между данными составило 10 %. Поскольку поставленная нами задача заключалась в определении ориентировочного времени охлаждения и замерзания воды, точность полученного решения является допустимой.

Расхождение теоретической и экспериментальной зависимостей обусловлено следующими причинами: 1. Причинами, описанными в п. 4.1 2. В расчетах использовался численный метод расчета, который является приближенным методом. Известно достаточно много таких методов: метод конечных разностей, метод конечных элементов, метод тепловых схем, метод эквивалентной тепловой цепи, метод сеток, метод исключения внутренних точек области.

Среди разностных алгоритмов вряд ли можно указать такой, который имел бы преимущества во всех отношениях. Каждая из разностных схем имеет свои достоинства и недостатки. Выбор численной схемы обусловлен многими причинами: спецификой решаемой задачи, особенностями вычислительной машины, опытом вычислителя и т.п.

Наиболее универсален и широко распространен метод конечных разностей. Суть его заключается в замене дифференциальных операторов исходных дифференциальных уравнений их приближенными значениями, выраженными через разности величин функции в отдельных дискретных точках (узлах) разностной сетки. В результате такой замены дифференциальные уравнения сводятся к алгебраическим системам, в которых неизвестны значения функции в узлах сетки. Большую популярность этот метод получил благодаря своей универсальности и возможности относительно простой реализации на электронных вычислительных машинах.

Одним из преимуществ метода конечных элементов является то, что многие его этапы являются общими для всех областей приложения метода. [27]

Во всех нестационарных задачах существует опасность численной неустойчивости. [28] Для решения практических задач используются только устойчивые алгоритмы. Один и тот же алгоритм может при одних условиях быть устойчивым, а при других терять это свойство. [29]

Численное решение дифференциального уравнения называют сходящимся, если оно приближается к точному решению для любого значения независимых переменных при измельчении параметров сетки. Сходимость численного метода трудно установить прямым путем.

Разностная схема называется согласованной, если погрешность аппроксимации стремится к нулю при измельчении параметров сетки. Чтобы учесть изменение условий теплообмена, как правило, приходится применять малый шаг интегрирования по времени. Во всех нестационарных задачах существует опасность численной неустойчивости. Существуют явные и неявные схемы численного решения систем дифференциальных уравнений. Явные схемы позволяют сразу найти значения искомых величин на каждом шагу итерации. При использовании неявных схем при их решении надо на каждом шагу решать систему линейных уравнений. Если учесть более благоприятные условия в смысле устойчивости и точности, то неявные уравнения предпочтительнее явных. Однако в случае кратковременных процессов и процессов с переменными краевыми условиями неявные уравнения теряют свои преимущества в отношении как устойчивости, так и точности по сравнению с явными, а метод расчета становится сложным вследствие неявности и необходимости решения системы линейных алгебраических уравнений. [30]

Математическое моделирование явлений, процессов и конструкций является эффективным средством теоретического анализа задач, выдвигаемых наукой и техникой. Прямой расчет на ЭВМ – практически единственный способ решения сложных систем нелинейных уравнений, описывающих многие актуальные проблемы физики, химии, биологии и т.д. В то же время только прямой расчет может обеспечить те высокие требования, которые предъявляет практика к точности результатов теоретических исследований, ведь полученная в них информация является основной при проектировании сложных устройств современной техники.

Анализ зависимости толщины льда в металлической водонапорной башне от времени

Таким образом, подогревать воду в башнях Рожновского с помощью ТЭНов экономически нецелесообразно. Кроме того, лини электропередачи расположены преимущественно далеко от башен и, соответственно, в этом случае необходимы дополнительные затраты для подведения электрической энергии к водонапорной башне (чтобы протянуть один километр линии, необходимо затратить порядка одного миллиона рублей), а также необходимы капитальные затраты на установку трансформатора.

В свою очередь предлагаемый нами способ изменения способа подачи воды в водонапорную башню требует несравнимо меньших затрат (необходимо лишь переварить трубы подачи и разбора воды так, как описано в п. 5.2). Кроме того, эти затраты являются разовыми, в отличие от постоянных затрат на электроэнергию для обогрева башен.

Если не предпринимать мер по предотвращению обледеневания металлических водонапорных башен, то существует вероятность выхода из строя системы водоснабжения. Если это происходит, необходимо организовать: – работы по отогреву башни (в связи с этим требуется оплачивать труд 4–5 человек в течение 4–5 дней, а также возмещать эксплуатационные расходы при использовании соответствующего оборудования); – организацию подвоза воды до окончания ремонтных работ (требуются финансовые затраты на оплату труда водителей, эксплуатационных расходов при использовании транспорта).

Все эти меры являются затратными, в связи с этим необходимо не допускать обледенения водонапорных башен Рожновского и тем самым выхода из строя системы водоснабжения.

В сельскохозяйственном производстве башни Рожновского часто применяют для организации водоснабжения животноводческих комплексов. В случае сбоев в водоснабжении появляются убытки из-за нарушения технологии выращивания животных (снижение удоев и привеса).

Только постоянное обеспечение организма водой высокого качества может поддержать нормальное здоровье и высокую продуктивность. При потере животным 10% воды у него проявляется слабость, учащается сердцебиение, снижается аппетит, а также секреция желез желудочно-кишечного тракта; отмечают расстройство нервной системы, сухость, иногда желтушность слизистых оболочек. Потеря более 20% воды организмом приводит к гибели животного. Установлено, что при общем голодании, но при даче воды животные в состоянии прожить 30–40 дней, хотя при этом теряют 50% жиров, углеводов и белков. При лишении воды животные погибают через 4–8 дней.

Режим поения оказывает большое влияние на продуктивность животных. При низком качестве и недостаточном количестве воды настриг шерсти у овец снижается на 10%. Установлено также, что бесперебойное поение коров способствует повышению надоев молока от 6 до 10%. При разной интенсивности яйцекладки куры, например, потребляют неодинаковое количество воды. Так, при 30% яйцекладки несушка потребляет 189 мл воды, при 60% – 220, а при 80% – 246 мл. Самое высокое потребление воды отмечено за 3 ч до яйцекладки [34].

Недостаток воды животные ощущают очень остро. Чувство жажды появляется при потере воды организмом, равной 1% массы тела. Потеря 10% воды вызывает ослабление и учащение сердечной деятельности, повышение температуры тела, понижение аппетита и секреции желудочного сока, возбуждение нервной системы, мышечную дрожь, сухость и желтушность слизистых оболочек. Дефицит воды вызывает расстройство многих физиологических функций организма: нарушается обмен веществ и нарастает количество молочной кислоты, нарушаются окислительные процессы, увеличивается вязкость крови, повышается температура тела, учащается дыхание; происходит обеднение органов и тканей водой; нарушается секреция пищеварительных желез, исчезает аппетит и резко падает продуктивность. Водное голодание приводит к интоксикации организма в результате существенных изменений в печени, почках, составе крови (увеличение ее плотности), усиленного распада белков.

Принято считать, что для производства 1 кг молока расходуется 4–5 л воды (вместе с водой, поступающей с кормом). Только в жидкой водной среде совершаются процессы пищеварения и усвоения пищи в желудочно-кишечном тракте и синтез живого вещества в клетках организма. Вода является непосредственным участником процессов окисления, гидролиза и других реакций промежуточного обмена. Вода необходима также для выделения из организма различных вредных веществ, образующихся в результате обмена.

Нормы потребления воды зависят от вида, возраста, продуктивности животных, условий эксплуатации, характера кормления, способов поения, температуры и свойств воды. Потребность (ориентировочная) животных в воде в среднем следующая (л/кг сухого вещества корма): для лошадей – 2-3, крупного рогатого скота – 4-6, свиней – 6-8, овец – 2-3.

Необходимо также помнить, что вода используется в больших количествах для очистки и дезинфекции помещения, инвентаря, ухода за животными и подготовки кормов. На удаление навоза (в зависимости от способа) воду расходуют отдельно от 4 до 10 л на одно животное [35].

Таким образом, перебои в водоснабжении сельскохозяйственных производственных объектов приводит к нарушению технологии выращивания животных и как следствие – к экономическим ущербам. Длительное отсутствие водоснабжения при этом просто недопустимо. В случае каких-либо аварий в системе водоснабжения необходимо организовать подвоз воды.

Обледенение башен также приводит к их повреждению, появлению в них трещин, что в конечном счете ведет к преждевременному износу и выходу из строя. Свищи через трещины приводят к потерям воды, увеличению амортизационных издержек насоса, перерасходу электрической энергии. Также далеко не в последнюю очередь необходимо обеспечить население надежным и бесперебойным водоснабжением.

Похожие диссертации на Повышение эффективности функционирования водонапонной башни рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха