Микроклимат животноводческих помещений и его влияние на организм животных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.3 Механическая вентиляция

Вентиляция с механическим побуждением тяги является наиболее эффективной. Ее используют в крупных животноводческих помещениях. В системах с механическим побуждением движение воздуха регулируется при помощи вентиляторов, работающих в режиме разряжения или нагнетания, то есть механические системы вентиляции подразделяются на вытяжные и приточные. Применяются также и реверсивные системы, в конструкции которых предусмотрена возможность изменения направления воздушного потока, что позволяет в зависимости от внешних условий (в различные периоды года) использовать одну и ту же вентиляционную систему либо как вытяжную, либо как приточную. Эффективность механических систем вентиляции в значительной степени определяется аэродинамической схемой воздухообмена. В настоящее время применяются различные принципиальные схемы воздухообмена: «сверху  вверх», «снизу вверх», «сверху вниз», наиболее приемлемы механические приточно-вытяжные системы, работающие по последней схеме.

По характеру распределения приточного воздуха различают механические системы вентиляции с рассредоточенной подачей (при наличии воздуховодов) и сосредоточенной подачей (путем мощных струй). Чтобы избежать образования «воздушных мешков» или зон застойного воздуха в помещениях, приточные и вытяжные вентиляторы следует размещать на расстоянии не менее 2,5 м один от другого, а приточные отверстия располагать так, чтобы они не находились против вытяжных шахт, дверей и вытяжных вентиляторов. При расчете приточной и вытяжной систем вентиляции следует предусматривать превышение притока воздуха над вытяжкой примерно на 10-20% (в зависимости от вида и технологии содержания животных). Создаваемый таким образом подпор воздуха предохраняет от проникновения в помещение инородных частиц и болезнетворных микроорганизмов. Такие меры особенно важны в помещениях для телят.

Забор наружного воздуха системами приточной вентиляции предусматривают в местах наименьшего его загрязнения. Воздух из навозных каналов, содержащий большое количество микроорганизмов, образовавшихся в процессе распада экскрементов, с высокой концентрацией вредных газов (аммиак, сероводород, метан и др.) следует выбрасывать выше мест забора свежего воздуха факельным способом со скоростью не менее 10 м/с. Соблюдение указанных условий исключает возможность смешивания выбрасываемого воздуха с приточным, то есть устраняется нежелательная, так называемая внешняя рециркуляция.

                                                                                                                                     2.1.4 При устройстве комбинированных систем вентиляции применяют вентиляторы, калориферы и систему приточно-вытяжных каналов.

 

 

                                                                                                                                                                                   Механические системы вентиляции, несмотря на конструктивную сложность, сравнительно высокую стоимость и значительные эксплуатационные расходы, имеют некоторые преимущества перед системами вентиляции с естественным побуждением. Работа механических систем не зависит от внешних метеорологических условий, приточный воздух можно подвергнуть любой обработке (нагреть, осушить, охладить), появляется возможность полной автоматизации, что позволяет обеспечить оптимальный (регулируемый) микроклимат внутри помещения. Кроме того, расходы на вентиляцию быстро окупаются за счет повышения продуктивности животных. В настоящее время в животноводческих помещениях в основном принята приточно-вытяжная вентиляция на естественной тяге воздуха. Для правильной ее эксплуатации требуется сравнительно точный оптимальный расчет объема вентиляции. При этом обычно учитывают содержание в воздухе углекислого газа и водяных паров. Определяют часовой объем вентиляции, кратность воздухообмена, суммарную площадь сечения вытяжных труб и приточных каналов количество вытяжных труб и приточных каналов.                                                                                                         Исходная величина при расчете эффективности воздухообмена — часовой объем вентиляции. Эта величина определяет, какое количество кубических метров свежего воздуха надо ввести в помещение с определенным поголовьем, чтобы обеспечить в нем требуемый по рекомендуемым нормам воздушный режим.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 Проектная часть

3.Задание

 Определение оптимального режима вентиляции рассмотрим на примере  животноводческого помещения для содержания телят  в Кустанайском регионе.

 Помещение для содержания  100 телят от 3 до 4 месяцев. Габариты  телятника –длина 50м, ширина -8м, высота-2,8м. Вентиляция осуществляется через2 вытяжные шахты, высотой  4м и сечения 0,5×0,5м.  Поголовье: телята ж. м  90кг – 65гол., ж. м  100кг -35гол.

3.1 Расчет часового объёма вентиляции

Первоначально  определяем фактический воздухообмен, который осуществляется вытяжными шахтами, объём удаляемого(поступающего) воздуха определяется по формуле:

 L=S×V×3600

где L - часовой объём вентиляции осуществляемый через вытяжную шахту м3\ч                                                                                                                                                         S -  площадь сечения шахты м3                                                                                   V  -  скорость движения воздуха в шахте м\с (приведена в таблице)                                                               3600 – количество секунд в 1часе.

Lзим = (0.5×0.5)×1.59×3600=1431м3\ч (1 шахты)

Lзим = 1431×2=2862м3\ч(суммарное произведение 2 шахт)

Lпер  = (0.5×0.5)×1.35×3600=1215м3\ч

Lпер   =1215×2=2430м3\ч  

Часовой объём вентиляции - это кол-во воздуха, которое необходимо подать в помещение в течении 1часа ,а норма воздухообмена - это кол-во воздуха которое необходимо подать в помещение в течении 1 часа на 1ц(кг) ж.м животного или на 1гол.

90гол×65кг+100гол×35кг=9350кг=93.5ц

2862÷9350=0.31м3/ч (норма воздухообмена в зимний период на 1 кг ж.м )

2430÷9350=0.26м3/ч (в переход период)  

3.2 Для расчета  воздухообмена обеспечивающего удаление избытков влаги из воздуха животноводческого помещения используют формулу:

                                        LH2O =

Где, LH2O  - часовой объём вентиляции м3/с                                                W   - поступление водяных паров в воздух помещения за 1 час г/м                                 d1-   допустимое содержание водяных паров в воздухе помещения г/м3                 d2   -   содержание водяных паров в атмосферном воздухе г/м3 (табл.6.9) для переходного периода определяется средний показатель влажности воздуха за март и ноябрь.

Водяные пары – влага продуцируемая животными и влага испаряющаяся с ограждающих конструкций. Количество влаги продуцируемой животными зависит от вида, ж.м, возраста и физиологического состояния с учетом поправочного коэффициента. Количество влаги испаряющейся зависит от вида, способа содержания и вида подстилки. Данные приведены в таблице:

Содержание водяных паров для группы телят ж.м  90кг - 88,8г/ч, ж.м 100кг - 94,7г/ч

Содержание углекислоты телята ж.м 90кг – 34л/ч, ж.м 100кг – 38л.ч   

Допустимое содержание водяных паров в воздухе помещения зависит от вида продуктивности животных содержащихся в нем, вычисляется по формуле:

                                           d 1  = E×  

где, Е – максимальная влажность воздуха при нормативной t0 (табл. 2.1)                                      R- нормативная относительная влажность ( табл. 6.11-6.16)     

d 1зим= 12.79× (75÷100)=9.6 г/м3  

d 1пер  = 12.79×(70÷100)=8.9г/м3

d 2 зим =1.2г/м3

d 2пер  =2.25г/м3        

Производим расчет часового объёма вентиляции

LH2Oзим ==1081.7м3/ч

LH2Oпер  = =1366.4м3/ч

На следующем этапе определяем необходимый уровень воздуха по углекислому газу, он производится по формуле:

                                             Lсо2 =

где, Lco2 – часовой объём вентиляции м3/ч                                                              К – кол-во углекислого газа поступающего в помещение за 1ч (л/ч)                              С1-допустимая концентрация углекислоты в воздухе помещения л/ч                      С2 – содержание углекислоты в атмосферном воздухе л/ч

С1-допустимая концентрация углекислоты в воздухе помещения дана нормативно в таблице на группу телят ж.м 90кг -34л/ч, ж.м 100кг – 38л/ч,С2-величина постоянная 0.03% или 0.3л/ч (в сельской местности),0.04%-город,0.05% - промышленный город.

Определяем К- количество углекислоты в помещение на 100гол.

(65гол×34л/ч)+(35гол×38л/ч)=3540л/ч

С1=(0.25%×1000)÷100=2.5г/м3

С2=(0.03%×1000)÷100=0.3г/м3           

Lco2=3540÷(2.5─0.3)=1609.1м3/ч

Проведем расчет объёма вентиляции по существующим отраслевым нормативам воздухообмена по формуле:

                                              LH= n×m×Lкг

Где, LH-часовой объём вентиляции согласно отраслевым нормативам м3/ч

n – количество животных голов

m – ж.м 1гол кг

Lкг, Ln –отраслевые нормативы воздухообмена на 1кг или 1гол м3/ч

Lн зим=100×190×0.20=3800м3/ч

LH пер=100×190×0.40=7600м3/ч

3.2Определяем  общую площадь всех вытяжных каналов по формуле      

                                S =

Где, S -суммарная площадь вытяжных каналов м2                                                              V - скорость движения воздуха в вытяжных каналах м/с                                                 3600 - секунд в 1ч

Скорость движения воздуха в вытяжном канале зависит от высоты от высоты и разности t0  внутреннего и наружного воздуха, её определяем по формуле:

                                       V=2.2135 

Где, Н – высота вытяжных каналов м                                                                             tв -  t0 внутреннего помещения(норматив) С0  ( Табличные данные)                                                         tн -  t0 наружняя (в зависимости от сезона года)(табличные данные)                                                          273- постоянный показатель                                                                                             2.2135- коэффициент психрометрический

 Vзим=2.2135   =1.57м/с

Vпер = 2.2135 =1.41м/с

Теперь, когда нам известна, скорость движения воздуха в вытяжных каналах вычисляем суммарную площадь:

Sз = = 0.19м2

Sп ==0.27м2

Определим коэффициент вытяжных шахт

(0.5×0.5)=0.25м2

Для примера предложим принять площадь сечения одной вытяжной шахты (0.4×0.4)=0.16м2                                                                                                                при высоте 4м количество работающих шахт должно быть:

Кз=Sз ÷ 0.16м2

Кз=0.19÷0.16=1.19≈1 шахта

Кп= 0.27 ÷  0.16=1.68≈2шахты

Вычислим количество приточных каналов:

получим суммарную площадь вытяжных каналов Sз+Sп=0.19+0.27=0.46м2 и определим S-приточных каналов по формуле:

S = Sв×0.7 где Sв –суммарная площадь вытяжных каналов, 0.7-суммарная площадь сечения приточных каналов принимаемых в размере 70% -100% от суммарной площади приточных каналов.

S=0.46×0.7=0.32м2

Приняв площадь сечения одной приточной шахты (0.15×0.15)=0.02м2

Определим кол-во приточных каналов S пр ÷Sпл =0.32÷0.02=16шт

Произведем расчет кратности воздухообмена по формуле:

Kр = L/Vп                                                                                                                    Где L - часовой объём вентиляции м3/ч                                                                             Vп- объём помещения м3

Объем помещения вычисляем по формуле

Vп=А×В×С

 где А-длина, В-ширина, С-высота помещения.

Vп= 50м×8м×2.8м=1120м3

Кр\з= 1081.7÷1120=0.97≈1р

Кр\п= 1366.4÷1120=1.22≈1.5р

При такой кратности воздухообмена можно применять вентиляцию с естественным побуждением тяги воздуха.

3.3 Заключение

показатели	Расчетные данные	Фактические данные
LH2O зим. период	1081.7	2862
LH2O переход. период	1366.4	2430
Sзим. период	0.19	0.25
S переход. период	0.27	0.25
Количество шахт	2	2
Высота шахт	4	4
Кратность зим.период	1
Кратность переход. период	1.5

                                                                

3.4 Вывод 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Список используемой литературы

 

1 – Баланин В.И. Микроклимат животноводческих зданий. – С.-П.: Профикс, 2003.

 

2 – Кузнецов А.Ф., Демчук Н.В. Гигиена сельскохозяйственных животных. М.: Агропромиздат, 1991. –

 

3 – Медведский В.А. Гигиена животных. – Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2003.

 

4 – Онегов А.П. Гигиена сельскохозяйственных животных. М.: Колос, 1984.

 

5 – Шляхтунов В.И. Скотоводство.Мн.: Ураджай, 1997.

 

6 – Гершун В.И Туякова Р.К Ветеринарная гигиена: Учебник- Кустанай тоо Печатный двор 2005г