Дослідження оптимального розміщення витяжного вентиляційного обладнання в пташнику за допомогою чисельного моделювання
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya2020.03.089Анотація
Утримання птиці у вологих і холодних приміщеннях з незадовільною системою вентиляції призводить до зменшення приросту ваги птиці, зниження її несучості та підвищення захворюваності молодняку, а також надмірні перевитрати кормів та перевищення строків вирощування, встановленими технічними нормами.
Метою дослідження було визначення ефективного розміщення витяжного вентиляційного обладнання по висоті торцевої стінки пташника для вдосконалення системи вентиляції, зменшення застійних повітряних зон та покращення мікроклімату.
Проведено чисельне моделювання процесів гідродинаміки, тепло- і масопереносу при вентиляції повітря в птахівничих приміщеннях. Проведений аналіз умов тепло- і масопереносу у пташнику в залежності від розміщення вентиляторів по висоті пташника та визначена ефективність розташування такого обладнання. Система підтримання мікроклімату в пташниках розглядалась при наявності системи охолодження зовнішнього повітря водою з підземних свердловин. У системі вентиляції використовувалось витяжне вентиляційне обладнання, діаметр колеса вентиляторів яких складає 1,25 м. При чисельному моделюванні вентилятори вмонтовували на висоті 1,125, 1,5 та 1,875 м від рівня підлоги до центра осі вентиляторів. Моделювання проведено для 2D CFD моделей за допомогою програмного забезпечення ANSYS Fluent. Представлені результати CFD аналізу схеми потоку повітря і теплового стану всередині пташника. У результаті чисельних досліджень знайдено геометрію розташування вентиляційного обладнання. Показано, що вентиляційне обладнання доцільно встановлювати на висоті 1,5 м. При цьому зменшується величина застійних зон та нерівномірність розподілу швидкості повітря поблизу птиці. Чисельне моделювання проводилось з метою мінімізації розмірів застійних зон, вирівнювання потоку повітря та покращення температурних показників в приміщенні пташника.
Ключові слова: чисельне моделювання, процеси тепло- і масообміну, пташник, вентиляційне обладнання
Посилання
Campbell, J., Donald, J., Simpson, G. and other. (2007). Keeping birds cool costs down in summertime heat, Auburn University in association with the US poultry and egg association, 48, 12-15.
Curi, T., de Moura, D.J., Massari, J.M., Mesquita, M., Pereira, D.F. (2017). Computational fluid dynamics (CFD) application for ventilation studies in broiler houses. Engenharia Agricola, 37 (1), 1-12.
https://doi.org/10.1590/1809-4430-eng.agric.v37n1p1-12/2017
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.
Horobets, V. H., Trokhaniak, V. I. (2013). Matematychne modeliuvannia protsesiv hidrodynamiky i teploobminu v okholodzhuvachakh povitria ptakhivnychykh prymishchen [Mathematical modeling of processes of hydrodynamics and heat-exchange processes in air coolers of poultry houses]. Naukovyi visnyk Natsionalnoho universytetu bioresursiv i pryrodokorystuvannia Ukrainy. Seriia «Tekhnika ta enerhetyka APK», 184 (2), 101-110.
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.
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.
https://doi.org/10.1051/matecconf/201824002006
Gorobets, V. Bohdan, Y. Trokhaniak V., Antypov I., Masiuk M. (2019). Summarizing of Nusselt numbers and Euler numbers in depending of Reynoldsnumber for the compact tube bundle of small diameter tubes by experimental and numerical methods of researches. E3S Web of Conferences, 128, 04003. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912804002.
https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912804002
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.
Blanes-Vidal, V., Guijarro, E., Balasch, S., Torres, A.G. (2008) Application of computational fluid dynamics to the prediction of airflow in a mechanically ventilated commercial poultry building. Biosystems Engineering, 100 (1), 105-116.
https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2008.02.004
Bustamante, E., Calvet, S., Estelles, F., Torres, A.G., Hospitaler, A. (2017) Measurement and numerical simulation of single-sided mechanical ventilation in broiler houses. Biosystems Engineering, 160, 55-68.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
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).