Контроль и управление основными параметрами микроклимата животноводческого помещения Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 631.223.2:628.8/9.004.12

Г.Н. Самарин, канд. техн. наук, доцент

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»

КОНТРОЛЬ И УПРАВЛЕНИЕ ОСНОВНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ МИКРОКЛИМАТА ЖИВОТНОВОДЧЕСКОГО ПОМЕЩЕНИЯ

Интенсификация животноводства, как основа выполнения продовольственной программы нашей страны, требует разработки и внедрения новых технологий содержания сельскохозяйственных животных, способствующих улучшению их здоровья, повышению продуктивности и реализации наследственных качеств.

Из-за концентрации большого количества животных в одном здании, что предусматривается типовыми проектами крупных животноводческих комплексов, к параметрам микроклимата предъявляются

повышенные требования. Даже непродолжительное изменение этих параметров может привести к большим хозяйственно-экономическим потерям.

К параметрам микроклимата относятся температура t воздуха в помещении, его относительная влажность ф, концентрации веществ О2, СО2, КН3, Н28, скорость движения Vи расход L воздуха.

Разрозненные данные научных исследований энергосберегающих методов формирования параметров микроклимата, выполненных различными

Таблица 1

Влияние параметров микроклимата фермы на прирост живой массы свиней на откорме и на расход кормов

Показатель Уравнение регрессии, ограничение, погрешность а

Температура окружающего воздуха, ів, °С

Прирост живой массы П, % Расход корма К, % Ионизация воздуха Пи в, % Ультрафиолетовое облучение ПУФО, % Инфракрасное облучение Пи о, % П = -0,19329 г2 + 5,8148 t + 57,1175; - 20 < t < +40; а2 = 0,9348 в в в К = 0,063808 г2 - 4,7716 г + 170,58; - 20 < г < +35; а2 = 0,9963 в в в П = -0,15238 г2 + 4,9286 г + 76,1625; - 20 < г < +30; а2 = 0,9795 и.в ’ в ’ в ’ ’ — в — ’ ’ ПУФО = -0,15238 г2 + 4,9286 г + 362,7425; - 20 < г < +30; а2 = 0,9795 УФО ’ в ’ в ’ ’ — в — ’ ’ П = -0,15238 г2 + 4,9286 г + 367,7425; - 20 < г < +30; а2 = 0,9795 и.о ’ в ’ в ’ ’ — в — ’ ’

Скорость движения воздуха гв (м/с) в перерасчете на температуру

Прирост живой массы с учетом скорости движения воздуха, % П = -0,15985 г2 + 7,1736 г + 24,085; 5 < г < +50 (зимой V = 0,2 м/с; ’ в ’ в 9 9 — в — 4 в’ ’ летом vв = 0,6 м/с); а2 = 0,937

Относительная влажность окружающего воздуха фв, %

Прирост живой массы, % Расход корма К, % П = -7 • 10-4ф3 - 0,1207 ф2 - 7,224 фв + 242,2; 50 < фв < 100; а2 = 0,9862 К = 0,021492 ф2 - 2,3674 фв + 164,2026; 50 < фв < 100; а2 = 0,9859

Концентрация ц2 диоксида углерода (углекислого газа) во внутреннем воздухе, %

Прирост живой массы П, % П = 1,9268 Ц - 27,4072 ц2 + 97,3947; 0 < ц2 < 6; а2 = 0,9978

Концентрация ц3 аммиака во внутреннем воздухе, мг/м3

Прирост живой массы П, % Расход корма К, % П = -9,7 • 10-6 Ц + 0,002836 Ц - 0,88675 ц3 + 101,4292; 0 < ц3 < 150; а2 = 0,9991 К = 0,56 ц3 + 100,2; 0 < ц3 < 20; а2 = 0,9949

Освещенность помещения Е, лк

Прирост живой массы П, % Расход корма К, % П = 0,000101 Е3 - 0,01304 Е2 + 0,60949 Е + 90,214; 0 < Е < 80; а2 = 0,9879 К = 0,001753 Е2 - 0,2836 Е + 111,0387; 0 < Е < 80; а2 = 0,9618

Производственные шумы (звуковое давление) 2й, дБ

Прирост живой массы, % П = -0,00254 (Щ2 + 0,051 (Щ + 99,9943; 0 < 20 < 80; а2 = 0,9961

учеными в области зоогигиены и ветеринарии, представлены в табл. 1 [1]. Согласно этим данным для получения минимальной себестоимости продукции животноводства надо контролировать и управлять параметрами микроклимата и поддерживать их на оптимальном уровне.

Животноводческое помещение, как объект автоматического регулирования, представляет собой сложную термодинамическую систему, состоящую из семи объектов (подсистем) теплообмена, причем две из них (воздух и животные) являются подсистемами с сосредоточенными параметрами, а остальные (пол, окна, стены, перекрытия, перегородки) — с распределенными.

На основании разработанной теории тепломассообмена в качестве примера выполнен расчет

воздухообмена и теплового баланса для зимнего и летнего периодов года свинарника-откормочника на 500 гол.

Краткая характеристика помещения: несущие стены из обыкновенного кирпича; перекрытие деревянное по железобетонному каркасу; кровля из асбестоцементных листов по деревянной обрешетке; полы керамзитобетонные.

Данные этого расчета представлены в табл. 2.

Физические процессы формирования микроклимата в животноводческом помещении складываются из процессов: ассимиляции, тепловых и влажностных воздушных потоков, поступающих из напорного воздуховода в помещение; теплопередачи через стены, окна, перекрытия, пол; поступления теплоты, влаги, аммиака, диоксида углерода и се-

Таблица 2

Данные для расчета воздухообмена и теплового баланса свинарника-откормочника на 500 гол. в зимний и летний периоды года

Показатель Значение показателя Показатель Значение показателя

Количество свиней на откорме в помещении п, гол. Средняя масса животного ш0, кг Выделение диоксида углерода одним животным С1, г/ч Количество водяных паров, выделяемых одним животным ^1, г/ч 500 80 39 124 Поток свободной теплоты, выделяемой одним животным, др Вт Минимальный воздухообмен по кислороду ЬО2, (м3/ч)/кг Объем помещения V, м3 Габаритные размеры помещения ЫЪ*к, м 215 0,3 1944 3

Расчетные данные воздухообмена

Количество диоксида углерода в холодный период года ЬСО2, м3/ч Количество влаговыделений в холодный период года Ьщ, м3/ч Минимальный воздухообмен по кислороду ^ м3/ч 8863,6 10 149 12 000 Расчетный воздухообмен в зимний период Ь, м3/ч Кратность воздухообмена, 1/ч Воздухообмен в летний период года при условии удаления избытка теплоты Ьф, м3/ч 12 000 6,2 23 670

Формулы для расчета теплового баланса помещения в зимний период

Требуемая тепловая мощность Фот отопительной системы с учетом нормативного воздухообмена в зависимости от наружной температуры воздуха гн, кВт Требуемая тепловая мощность Фот отопительной системы без учета нормативного воздухообмена в зависимости от наружной температуры воздуха гн, кВт Зависимость температуры гв внутреннего воздуха фермы от температуры г наружного воздуха без отопления и без нормативного воздухообмена, °С Ф = -5,52 г + 39,786 от н при -30 < гн < +10; а2 = 1 Ф = - 3,0458 г - 27,87 от н при -30 < гн < +10; а2 = 1 гв = 0,66 гн + 28,95 вн при - 30 < гн < +10; а2 = 1

в летний период

Зависимость температуры гв внутреннего воздуха фермы от температуры г наружного воздуха без охлаждения воздуха, °С Зависимость температуры гв внутреннего воздуха фермы от температуры г наружного воздуха без охлаждения воздуха и без учета солнечного излучения, °С Количество воды, требуемое для охлаждения нормативного воздухообмена в час, м3/ч Количество воды, требуемое для охлаждения нормативного воздухообмена за год, м3/ч г = г + 7,2509 в н ’ при 5 < гн < 35; а2 = 1 г = г + 0,1577 вн при 25 < гн < 35; а2 = 1 Ж = 0,1359 г2 - 0,6915 г + 0,8093 ч ’ н ’ н ’ при +20 < гн < +35; а2 = 0,98 Ж = -41,876 г3 + 376,36 г2 - 561,25 г - 177,7 год ’ н ’ н ’ н ’ при +20 < < +35; а2 = 0,8

роводорода от животных; нагрева, охлаждения и осушения воздуха в разработанной системе аэрогид-родинамического кондиционирования воздуха, которая может комплексно воздействовать на все параметры микроклимата.

На рисунке показано изменение концентрации аммиака внутри животноводческого помещения при различных режимах работы системы аэрогидро-динамического кондиционирования воздуха.

Таким образом, использование энергосберегающей системы формирования оптимального микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях совместно с системой очистки воздуха от вредных газов, пыли и микроорганизмов позволит улучшить экологическую обстановку вокруг ферм и комплексов, снизить расход энергии на создание и поддержание микроклимата внутри ферм.

Список литературы

1. Самарин, Г.Н. Управление средой обитания сельскохозяйственных животных и птицы (монография) / Г.Н. Самарин. — Великие Луки: ВГСХА, 2008. — 215 с.

М, мг/м3

і, ч

—*<- Предельная нормативная концентрация газа для животных и птицы

Реальная концентрация газа в животноводческих и птицеводческих помещениях

---- То же, с учетом очистки воздуха (разовая очистка, циркуляция воды)

.... То же (двухразовая очистка, циркуляция воды)

■ То же (разовая очистка, без циркуляции воды)

А То же (двухразовая очистка, без циркуляции воды)

» То же (трехразовая очистка, без циркуляции воды)

Распределение концентрации аммиака в животноводческом помещении при различных режимах работы системы аэрогидродинамического кондиционирования воздуха

УДК 633/635:631.52

Л.В. Навроцкая, канд. техн. наук, доцент

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НА СЕМЯН ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ РАЗЛИЧНОЙ МОЩНОСТИ

На протяжении тысячелетней истории человечества создавались традиции и приемы выведения сельскохозяйственных сортов, растений и пород животных. Методы селекционной работы и скрещивания подразумевали получение устойчивости наследственных признаков и возможности их комбинирования в потомстве.

Известны физические методы, которые, по данным многих авторов, могут при определенных условиях вызывать наследственные изменения того или иного вида, сорта сельскохозяйственных культур.

При этом из спектра их изменчивости можно выбрать растения с наилучшими хозяйственно-ценными признакам. Эти наследственные изменения с положительными свойствами могут ликвидироваться или остаться в потомстве — все зависит от того, какой процент хромосомных нарушений при этом наблюдается, а также от жизнеспособности обработанных семян [1].

В настоящее время успешно развивается новое направление в науке — биоэнергетика, открывающая дополнительные возможности изучения пре-

21