Повышение эффективности системы естественной вентиляции в помещениях для крупного рогатого скота путем автоматического регулирования расхода воздуха

• Автор: Капустин, Виктор Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 169 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Влияние параметров окружающей среды на животных.

1.2. Влияние объемнопланировочных решений и конструктивных особенностей животноводческих зданий на параметры микроклимта

1.3. Влияние способа организации воздухообмена на расход приточного воздуха.

1.4. Анализ естественных систем вентиляции.

1.4.1. Устройства естественной вытяжки воздуха.

1.4.2. Устройства естественного притока воздуха

1.5. Механическая искусственная вентиляция.

1.6. Энергосберегающие системы вентиляции

1.7. Анализ устройств автоматического регулирования расхода воздуха для систем вентиляции
1.8. Выводы по главе и задачи исследования .
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
2.1. Математическое моделирование свободной естественной конвекции в животноводческих помещениях большой вместимости
2.1.1. Математическая формировка задачи
2.1.2. Анализ математической модели
2.2. Обоснование организации воздухообмена.
2.3. Теоретические исследования регулятора расхода воздуха.
2.4. Выводы по главе 2.
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Характеристика коровника на 0 голов
3.1.1. Обоснование выбора и характеристика экспериментального объекта
3.1.2. Оценка теплового режима помещения для экстремальных температур.
3.2. Методика исследований микроклимата и работы устройств
естественной вентиляции
3.3. Методика экспериментальных исследований регулятора
расхода воздуха
3.3.1. Обоснование конструктивных параметров регулятора
расхода воздуха
3.3.2. Методика физического моделирования
3.3.3. Обоснование пределов варьирования факторов и параметров
для проведения исследований на лабораторной установке
3.3.4. Методика исследования конструктивных параметров.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Характер развития приточных струй
4.2. Характер формирования температурновлажностного поля.
4.3. Исследование конструктивных параметров реулятора расхода воздуха
4.4. Методика расчета системы естественной вентиляции с
автоматическим регулированием расхода воздуха
4.5. Пример расчета воздухообмена по предложенной
методике.
4.6. Выводы по главе 4.
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Расчетные характеристики по воздухообмену и конструктивным параметрам элементов системы вентиляции совпадают с рабочими. Результаты практического внедрения дали положительные результаты как по улучшению параметров микроклимата и повышению продуктивности животных, так и по уменьшению первоначальных и эксплуатационных затрат. Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит введение, пять глав, общие выводы. Текст диссертации изложен на 8 страницах, включает рисунков, таблиц, 1 наименований используемой литературы и 4 приложения. Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе 5 статей в изданиях по перечню ВАК, 4 патента на изобретения. В зависимости от вида сельскохозяйственных животных их реакция на изменения параметров окружающей среды имеет существенные отличия. Это обусловлено, в первую очередь, их физиологическими особенностями, созданными в процессе эволюции в определенных климатических условиях. Животные, родина которых имеет мягкий климат, не обладают развитым механизмом адаптации к изменению температуры в сторону ее понижения. Но даже животные, адаптированные к низким температурам, такие как крупный рогатый скот, остро реагируют на изменение параметров внешней среды, причем острота реакции находится в прямой связи с величиной и скоростью отклонения параметров, породой и возрастом животных [, , , , , ]. При содержании животных в летний период на пастбище в стоимости продукции преобладают трудозатраты и энергозатраты на сбор продукции и ее транспортировку. Рисунок 1. Кормить и поить животное необходимо ежедневно, для этого создаются специальные рабочие места и отношение достаточно ответственное. К микроклимату отношение скорее эпизодическое, а мнения как в науке, так и практике имеют существенные отличия. Это обусловлено и объективными и субъективными факторами. Объективными факторами является большое разнообразие архитектурно-планированных и конструктивных решений зданий, вида и возраста животных, технологий содержания, природно-климатических зон, рельефа местности, наличие приемлемых для данного производства энергоисточников. Субъективные факторы — квалификация проектировщиков и обслуживающего персонала, к ним можно отнести и цену на энергоисточники. Поэтому каждое животноводческое помещение имеет свою характеристику в динамике изменения параметров микроклимата в зависимости от внешних и внутренних факторов. В системе животное - среда помещения — ограждающие конструкции и технологическое оборудование - наружная среда (рисунок 1. К основным параметрам микроклимата относят концентрацию газов, температуру, относительную влажность, скорость движения воздуха, и степень их влияния различна. К изменению температуры механизм адаптации у крупного рогатого скота достаточно хорошо развит, термонейтральная зона достигает несколько десятков градусов, что обусловлено широким диапазоном изменения температуры на Земле в процессе эволюции животных [9, , ]. Многие специалисты считают экономически целесообразным в зимний период поддерживать нижний уровень термонейтральной зоны, зависящий от теплоизоляционных свойств кожного покрова, вида, массы и возраста, величины группы животных и свойств настила. Причём установлено, что развитие механизма терморегуляции происходит только при наличии температурных стрессов []. Содержание животных на границе предельных нижних температур сопровождается усилением обменных процессов, обеспечивающих тепловой баланс организма и на первом этапе сопровождается уменьшением продуктивности животных и повышением потребления кормов [, ]. При сезонном изменении температуры происходит глубокая «перестройка» механизма терморегуляции: изменение снабжения кровью подкожного слоя, состава шерстного покрова (линька), ведущих к увеличению до %, с одной стороны, вырабатывания тепла за счёт повышения потребления корма животными (рисунок 1. Также в физиологии животных заложена возможность депонирования энергии в виде жира в мышечных тканях и в подкожном слое на случай экстремальных ситуаций [, ]. Рисунок 1.