Імітаційне моделювання системи мікроклімату в птахівничих приміщеннях у літній період

Автор(и)

  • V. Trokhaniak Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml
  • T. Lendiel Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml
  • V. Savchenko Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml
  • V. Liktey Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml

DOI:

https://doi.org/10.31548/energiya2022.04.121

Анотація

Сучасні системи мікроклімату для утримання птиці вимагають нових підходів. Системи охолодження та нагрівання повітря у середовищі пташника вимагають значних затрат води та енергоресурсів. Тому авторами запропоновано енергоефективну систему мікроклімату у пташниках з використанням низькопотенціальної енергії води на базі теплообмінників-рекуператорів та ґрунтових теплообмінників. Серед контрольних параметрів, що входять, найважливішими є температура в приміщенні, кількість шкідливих речовин і вологість повітря. Кількість забруднюючих речовин у повітрі визначається кількістю повітря, що надходить у приміщення, і кількістю тварин у ньому. При створенні математичної моделі системи вентиляції в пташнику складається матеріальний баланс шкідливих речовин. Одним із важливим чинників є витрати повітря. Знайдено апроксимаційні функції необхідного повітрообміну, а також необхідної кількості води в залежності від температури зовнішнього повітря. Залежно від необхідної витрати води з використанням магнітних клапанів будуть підключатися в роботу теплообмінники в автономному режимі. Один за одним. При температурі зовнішнього повітря +23 ºС необхідно використовувати три теплообмінники з витратою води 2,5 м3/год, а в температурних межах від +35 ºС до +40 ºС необхідно шість теплообмінних апаратів з витратою води від 57 до 108 м3/год. Розроблено імітаційну модель тепло- масообміну в пташниках у літній період року із використанням теплообмінного обладнання в програмному комплексі MATLAB Simulink. Стала часу зміни вологості повітря в приміщенні дорівнюватиме часу, необхідному для встановлення уставки вологості в приміщенні, як тільки швидкість зміни вологості дорівнює початковій. Модельні дослідження показали, що стала часу нагрівання становить 118,4 с. Продуктивність системи вентиляції виражається наближеною функцією і знаходиться в межах від 36000 до 170000 м3/год. Фактично система імітаційної моделі стабілізується в літній період року за температурою та вологістю до 1000 с. Відносна вологість становить 60 %.

Ключові слова: імітаційна модель, пташник, теплообмінний апарат, вологісний режим, мікроклімат

Посилання

Gorobets, V.G., Trokhaniak, V.I., Antypov, I.O., Bohdan, Yu.O. (2018). The numerical simulation of heat and mass transfer processes in tunneling air ventilation system in poultry houses. INMATEH: Agricultural Engineering, 55 (2), 87-96.

Gorobets, V.G., Bohdan, Yu.O., Trokhaniak, V.I., Antypov, I.O. (2018). Experimental studies and numerical modelling of heat and mass transfer process in shell-and-tube heat exchangers with compact arrangements of tube bundles. MATEC Web of Conferences, 240, 02006. https://doi.org/10.1051/matecconf/201824002006.

Gorobets, V.G., Trokhaniak, V.I., Rogovskii, I.L., Titova, L.L., Lendiel, T.I., Dudnyk, A.O., Masiuk, M.Y. (2018). The numerical simulation of hydrodynamics and mass transfer processes for ventilating system effective location. INMATEH: Agricultural Engineering, 56 (3), 185-192.

Trokhaniak, V.I., Rutylo, M.I., Rogovskii, I.L., Titova, L.L., Luzan, O.R., Bannyi, O.O. (2019). Experimental studies and numerical simulation of speed modes of air environment in a poultry house. INMATEH Agricultural Engineering, 59 (3), 9-18. https://doi.org/10.35633/INMATEH-59-01.

Kiktev, N., Lendiel, T., Osypenko, V. (2021). Application of the internet of things technology in the automation of the production of compound feed and premixes. Paper presented at the CEUR Workshop Proceedings, 2833, 124-133.

Lysenko, V., Lendiel, T., Komarchuk, D. (2019). Phytomonitoring in a greenhouse based on arduino hardware. Paper presented at the 2018 International Scientific-Practical Conference on Problems of Infocommunications Science and Technology, PIC S and T 2018 – Proceedings, 365-368. https://doi.org/10.1109/INFOCOMMST.2018.8632030.

Korobiichuk, I., Lysenko, V., Reshetiuk, V., Lendiel, T., Kamiński, M. (2017). Energy-efficient electrotechnical complex of greenhouses with regard to quality of vegetable production. Advances in Intelligent Systems and Computing, 543, 243-251. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48923-0_30.

Zakharov, A.A. (1986). Primeneniye teploty v sel'skom khozyaystve [The use of heat in agriculture]. Moskow: Agropromizdat, 288.

Kashenko, P.S., Bilenko, O.I., Ustymenko, O.A. et al. (2008). Kursove i dyplomne proektuvannya. Montazh, obsluhovuvannya ta remont elektrotekhnichnykh ustanovok v APK [Course and diploma design. Installation, maintenance and repair of electrical installations in the agricultural sector]. Кyiv: Ahrarna osvita, 502.

Horobets, V. H., Trokhaniak, V. I. (2014). Modeliuvannia protsesiv perenosu ta teplohidravlichna efektyvnist kozhukhotrubnoho teploobminnyka z kompaktnym roztashuvanniam puchkiv trub [The heat exchanger, tube bundle, thermal-hydraulic performance, mathematical modeling, flow rate, hydraulic losses, temperature]. Naukovyi visnyk Natsionalnoho universytetu bioresursiv i pryrodokorystuvannia Ukrainy. Seriia «Tekhnika ta enerhetyka APK», 194 (2), 147–155.

Trokhaniak, V. I. (2015). Vyznachennia koefitsiienta teploviddachi pry chyselnomu modeliuvanni trubnoho puchka [Definition of coefficient of heat transfer numerical simulation tube bundle]. Pratsi Tavriiskoho derzhavnoho ahrotekhnolohichnoho universytetu, 15 (2), 332–337.

Trokhaniak, V. I. (2018). Systema enerhozberezhennia u ptashnykakh iz vykorystanniam nyzkopotentsialnoi enerhii gruntu [Power saving system in poultry-houses with usage of soil low-potential energy]. Кyiv: «PC «Коmprint», 386.

Завантаження

Опубліковано

2022-12-03

Номер

№ 4 (2022)

Розділ

Статті

Ліцензія

Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).