Энергосберегающая технология формирования микроклимата в животноводческих помещениях

• Автор: Самарин, Геннадий Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 442 с. : ил.

Оглавление

Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц

Введение

1. Современное состояние и развитие систем микроклимата

в животноводческих и птицеводческих помещениях

1.1. Влияние параметров микроклимата на продуктивность

сельскохозяйственных животных и птицы

1.1.1. Значение корма для сельскохозяйственных животных и птицы

1.1.2. Значение воды для сельскохозяйственных животных и птицы

1.1.3. Влияние температурновлажностных режимов

на продуктивность и жизнедеятельность животных и птицы

1.1.4. Влияние скорости перемещения воздуха в животноводческих
помещениях, на их продуктивность и параметры среды обитания
1.1.5. Влияние газового состава среды обитания на продуктивные
функции животных
1.1.6. Влияние воздушной пыли на сельскохозяйственных животных
и птицу
1.1.7. Влияние микрофлоры воздуха на сельскохозяйственных
животных и птицу
1.1.8. Влияние производственных шумов на продуктивность
сельскохозяйственных животных и птицы
1.1.9. Влияние ионизирующего излучения на животных и птицу
1.2. Анализ современных систем микроклимата животноводческих
и птицеводческих помещений
1.2.1. Системы и технические средства формирования микроклимата
в животноводческих и птицеводческих помещениях
1.2.2. Способы и технические средства химической и физической
очистки воздуха от вредных газов
1.2.3. Способы и технические средства очистки воздуха от пыли
1.2.4. Способы и технические средства очистки воздуха от вредных
микроорганизмов
1.3. Изучение систем микроклимата ферм на основе методов
системного анализа
1.3.1. Численные методы решения задач оптимизации
1.3.2. Критерии оптимальности
Выводы по главе 1
Цель и задачи исследований
2. Математическая модель энергосберегающей технологии
оптимального микроклимата в животноводческих помещениях
2.1. Математическая модель тепломассообмена в станках
с животными
2.2. Математическая модель и оптимизация конструктивно
технологических параметров системы аэрогидродииамичсского кондиционирования воздуха
2.2.1. Исходные элементы математической модели
аэрогидродинамического кондиционера
2.2.2. Процессы тепло и массообмена в смесительной камере
кондиционера .
2.2.3. Процессы тепло и массообмена в аэрогидродинамической
оросительной камере кондиционера
2.2.4. Алгоритм расчета аэрогидродинамического кондиционера
2.2.5. Расчет системы аэрогидродинамического кондиционирования
воздуха
2.3. Математическая модель и оптимизация технологических
режимов системы микроклимата животноводческих помещений 7 Выводы по главе 2
3. Методика проведения экспериментальных исследований
3.1. Методика и приборы для определения параметров микроклимата
в животноводческих и птицеводческих помещениях
3.2. Методика проведения исследований равновесных концентраций
аммиака в системе воздух вода
3.3. Описание макета экспериментальной установки и методика
проведения исследований эффективности процесса теплообмена
3.4. Методика определения степени очистки воздуха
3.5. Методика проведения натурных испытаний СКВ в условиях
действующего объекта
3.6. Вероятностный метод для исследования параметров
микроклимата ферм
4. Результаты экспериментальных исследований
4.1. Химические исследования
4.1.1. Определение пригодности химических веществ для очистки
воздуха фермы от вредных газов аммиака, углекислого газа, сероводорода
4.1.2. Исследования равновесных концентраций аммиака в системе
воздухвода
4.2. Экспериментальное исследование эффективности процесса
теплообмена при барботации
4.2.1. Описание макета установки для определения коэффициента
эффективности процесса теплообмена при барботации
4.2.2. Экспериментальные исследования эффективности процесса
теплообмена при аэрогидродинамическом смешивании
4.3. Разработка и исследование систем кондиционирования воздуха
4.3.1. Лабораторные исследования системы аэрогидродинамического
кондиционирования воздуха
4.3.2. Натурные исследования системы аэрогидродинамического
кондиционирования воздуха в условиях действующего объекта
4.4. Производственные испытания и исследования систем
кондиционирования воздуха в условиях действующего объекта
4.4.1. Разработка энергосберегающий технологии формирования оптимального микроклимата в животноводческих помещениях
4.4.2. Описание работы система аэрогидродинамического кондиционирования воздуха с двумя центробежными вентиляторами
4.4.3. Разработка и исследование кондиционера на принципе орошения
4.4.4. Система аэрогидродинамического кондиционирования воздуха с двухлопастным осевым вентилятором
4.4.5. Исследование распределенности параметров микроклимата в различных животноводческих объектах
4.4.6. Проведение испытаний элементов технологии в условиях действующего объекта
Выводы по главе
5. Экономическая эффективность энергосберегающей технологии формирования микроклимата на ферме
5.1. Экономическая эффективность системы аэрогидродинамического кондиционирования воздуха
5.2. Оптимизации экономических параметров систем микроклимата
5.3. Экономическая эффективность природоохранных мероприятий
5.4. Режимы энергосбережения технологии формирования оптимального микроклимата в животноводческих помещениях Выводы по главе
Основные результаты и выводы
Литература


Степень испарения влаги из организма зависит от окружающих его условий, прежде всего от температуры, влажности, скорости движения воздуха, а также от состояния самого животного. Высокая относительная влажность и выше отрицательно действует на организм и теплоотдачу как при высоких температурах окружающей среды, так и при низких. При содержании в теплых температура выше оптимальной и сырых помещениях у животных тормозится обмен веществ, уменьшается аппетит, появляется вялость, снижается продуктивность и устойчивость к инфекционным и незаразным болезням. Высокая влажность воздуха отрицательно влияет и при низких температурах внешней среды. Теплоемкость влажного воздуха в раз больше, чем теплоемкость сухого воздуха. Поэтому влажный воздух при низких температурах отнимает с поверхности тела большее количество теплоты, чем воздух с этой же температурой, но сухой 1. Таким образом, определенная влажность воздуха, соответствующая физиологическому состоянию организма, важное условие нормальной жизнедеятельности. На основании собранных и обработанных нами данных построены зависимости относительной влажности внутреннего воздуха фермы и продуктивности сельскохозяйственных животных и птицы, а также расхода кормов, которые представлены на рисунках 1. Анализируя данные рисунков мы видим, что рисунок 1. Удой, М. Рисунок 1. Рисунок 1. Привесы, П, Расход корма. Рисунок 1. Яйценоскость, . Расход корма, К. Рисунок 1. При низкой относительной влажности воздуха ф яйценоскость курнесушек снижается на 8. Движение воздуха вместе с температурой и влажностью его существенно влияет на теплообмен животного организма. Чем выше скорость движения воздуха, тем быстрее происходит смена слоев его, непосредственно прилегающих к коже. Если температура воздуха ниже температуры кожи и буферного воздуха в волосяном покрове, то движение воздуха разрывает воздушную оболочку, холодная масса воздуха соприкасается с кожей и способствует усиленной отдаче теплоты путем конвекции и испарения с поверхности кожи. Если температура воздуха выше температуры кожи, то теплоотдача конвекцией ослабляется или прекращается. Опытами, проведенными вг течение двух летних сезонов в Калифорнийском университете США, установлено, что при равных условиях кормления и поения животных при наружной температуре . С в загоне с вентилятором и скорости движения 1,6 мс прирост массы откармливаемых животных составил . При низких температурах и высокой влажности подвижность воздуха способствует усиленной теплоотдаче путем конвекции, теплопроведения и теплоизлучения. Таким образом, при высоких температурах подвижный воздух ветер предохраняет животных от перегревания, а при низких усиливает возможность переохлаждения. Увеличение скорости движения воздуха с 0,1 до 0,4 мс равносильно понижению температуры воздуха на 5 С Н. М. Комаров. Однако вопрос оптимальных скоростей движения воздуха в помещениях для животных недостаточно разработан и подлежит дальнейшему более глубокому изучению с учетом различных микроклиматических условий. На основании собранных и обработанных нами данных построены зависимости температуры внутреннего воздуха фермы с учетом его скорости движения на продуктивность сельскохозяйственных животных и птицы, а также расхода кормов, которые представлены на рисунках 1. По данным рисунков 1. При нормативных показателях скорости движения воздуха кривая продуктивности коровы в зимнее время сдвигается на 5 С вправо, в летнее время на С вправо 5. Удой. Расход корма. Удой высокопродуктивной коровы. Удой с учетом скорости движения воздуха. Рисунок 1. Расход корма. Привесы с учетом скорости движения воздуха. Рисунок 1. Рисунок 1. Яйценоскость, . Яйценоскость с учетом скорости движения воздуха, . Рисунок 1. Атмосферный воздух является физической смесью составляющих его газов. Средний состав воздуха в нижних слоях атмосферы почти совершенно одинаков и выражается в следующих объемах и весовых процентах таблица 1. В таблице 1. По данным исследований ученых, в течение 1 ч вентиляцией ферм и комплексов выбрасывается в атмосферу следующее количество микроорганизмов, газов и пыли см.