论文部分内容阅读
畜禽舍内热环境质量(风速、空气温度、相对湿度)以及有毒有害气体浓度是影响畜禽健康的重要因素。畜禽舍内环境优劣决定着畜禽能否健康生产、畜禽产品是否安全以及畜禽养殖场是否盈利等诸多方面。畜禽舍环境评估能够分析出畜禽舍内环境状况的不足,做到及时发现及时改进,从而降低养殖场经济损失。本研究采用计算流体力学(CFD)技术来对分娩母猪舍、蛋鸡舍热环境质量进行评估分析,并对蛋鸡舍进行结构优化设计。该研究一方面可以为畜禽舍的热环境模拟提供一种有效的方法;另一方面可以为科学设计畜禽舍通风系统、降温系统和结构等提供理论依据和指导。本研究选择浙江省代表性分娩母猪舍和笼养蛋鸡舍为对象,以计算流体力学为理论基础,以Navier-Stokes方程作为控制方程组,采用重整化群(RNG) k-ε湍流模型,运用ANSYS Fluent14.0软件对畜禽舍内的气流场、温度场和湿度场进行三维稳态模拟,研究结果如下:1)以分娩母猪舍为研究对象,运用Fluent软件对猪舍内的气流场、温度场和相对湿度场进行模拟。模拟结果为:由于猪舍湿帘安装在两侧墙的西端,气流在猪舍西端混合形成一股气流,沿着猪舍纵向运动并由安装在东墙上的排风机排出,且气流在进、出风口附近速度较大,其余区域尤其是猪所在区域的风速较低,在离西墙5-10米靠近侧墙处有气流死区出现;舍内气温随着气流流动不断升高,在气流末端的猪所在区域温度较高,达到34℃,猪舍上部气温比下部气温低;相对湿度则与温度趋势相反,在入口处由于湿帘的蒸发散湿导致湿度很大(87.5%),在末端由于温度的提升,相对湿度随之降低。这种纵向湿帘通风降温模式在高温夏季不能很好满足分娩母猪和仔猪对环境的要求。2)以蛋鸡舍为研究对象,运用Fluent软件对湿帘纵向通风系统下舍内气流场和温度场进行三维稳态模拟。模拟结果为:湿帘入口处和风机出口附近的气流流速较大,中间区域(尤其是在靠近鸡笼的地方)的气流速度非常小,由于侧墙上安装的两小块湿帘使得在靠近这两块湿帘处出现明显通风死区,且死区大小与侧墙上的湿帘面积成正比;温度随着空气流动不断的增加,在通风不良的地区(蛋鸡所在区域)热量不断积累,易对蛋鸡产生热应激,舍内最高温度出现在通风末端,达到32℃。这种纵向湿帘通风降温模式在高温夏季不能很好满足笼养蛋鸡对环境的要求。此外,针对现有通风降温方式的不足,提出了两种改进模式:第一种为移除侧墙上的湿帘,并取等面积湿帘安装于西侧端墙上;第二种为移除所有湿帘并将湿帘整体安装于两侧墙的中间部位。通过对改进模型的模拟和对模拟结果的比较分析,得出:改进模式1下的气流速度是三种模式下最均匀的,通风末端的温度也比原始通风模式下有所降低;改进模式2下的气流分布虽然不够理想,死区较多,但是死区位置并非鸡所在区域,而整体温度则是这三种情况下最低的。