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在建立密闭式鸡舍机械通风系统气流运动方程的基础上,推导了由流函数和势函数表示的气流运动控制方程。根据能量变分原理,导出了平面等参可变节点的统一有限元模型。重点讨论了流函数形式下的多连通域(即鸡舍内存在阻挡物)方程的数值分析法。提出了采用流场叠加法求解时的两种内边界条件确定方法:①切向循环速度为零条件:在任一封闭内边界上切向循环速度为零;②能量最小条件:真实内边界条件使整体流场的能量最小。通过上述两种条件建立了原方程的补充代数方程,使问题得到了圆满解决。运用数值模拟,比较了横向通风与纵向通风系统在舍内气流分布型式上的特点。结果表明,在纵向通风形式下,鸡舍内的气流分布非常均匀,鸡体鸡笼等障碍物对空气运动的阻挡作用不十分明显。相反,横向通风系统的气流分布极不均匀,尤其下部鸡笼周围的气流速度大大降低。 相似文献
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在建立密闭式鸡舍机械通风系统气流运动方程的基础上,推导了由流函数和势函数表示的气流运动控制方程。根据能量变分原理,导出了平面等参可变节点的统一有限元模型。重点讨论了流函数形式下的多连通域(即鸡舍内存在阻挡物)方程的数值分析法。提出了采用流场叠加法求解时的两种内边界条件确定方法:①切向循环速度为零条件:在任一封闭内边界上切向循环速度为零;②能量最小条件:真实内边界条件使整体流场的能量最小。通过上述两种条件建立了原方程的补充代数方程,使问题得到了圆满解决。运用数值模拟,比较了横向通风与纵向通风系统在舍内气流分布型式上的特点。结果表明,在纵向通风形式下,鸡舍内的气流分布非常均匀,鸡体鸡笼等障碍物对空气运动的阻挡作用不十分明显。相反,横向通风系统的气流分布极不均匀,尤其下部鸡笼周围的气流速度大大降低。 相似文献
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夏季肉牛舍湿帘风机纵向通风系统的环境CFD模拟 总被引：3，自引：2，他引：1
为了研究湿帘风机纵向通风系统应用于肉牛舍的夏季降温效果,该试验在现场环境指标实测的基础上,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的方法对湿帘风机纵向通风肉牛舍的气流场与温度场进行模拟,并对系统进行改进与优化.模拟时将牛只按与实物原型等比例引入到模型中,结果表明:舍内温度分布均匀,但受牛体挡风的影响,气流分布不均,高风速区主要集中在屋顶及饲喂走道,可达0.9～1.2 m/s;牛活动区域风速较小,均小于0.6 m/s,不能满足饲养标准.在75个风速测定点剔除异常值后,气流场的相对误差范围为0.16％～94.41％,平均相对误差为34.53％,45个温度测点的相对误差范围为0.09％～10.74％,平均相对误差4.71％.通过温度场吻合性结果确定模拟与实测有较好的吻合度.在不改变牛舍围护结构及舍内构造的前提下,对牛舍进行优化,舍内安装导流板,使得温度与气流场的分布均匀性显著提高,降温效果更为显著.该研究可为湿帘风机牛舍的优化设计和环境调控提供参考. 相似文献
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挡风板对低屋面横向通风牛舍内空气流场影响的PIV测试 总被引：2，自引：2，他引：0
低屋面横向通风(low profile cross ventilated,LPCV)牛舍内的空气流场由于受到舍内建筑设施的影响而分布不均匀。为了研究舍内挡风板、矮墙、入口风速、奶牛等对舍内气流的影响,分析目前LPCV牛舍内气流分布不均匀的原因,该文按模型/原型=1/15的比例制作了LPCV牛舍和奶牛的模型。计算结果表明原型牛舍在正常通风情况下的雷诺数为4.92×10~5,只要模型入口风速大于2.56 m/s,欧拉数不再随着雷诺数的增加而改变,此时空气流动已经进入自动模拟区,根据近似模型法理论,原型和模型中的气体流动已经进入了自动模拟区,两者的气体流动是相似的。根据挡风板、矮墙的设置情况、不同的入口风速等设计了6种不同工况,采用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术分别对模型内6种工况下的空气流场进行测试。结果表明:LPCV牛舍内挡风板和矮墙的同时设置是造成舍内空气流向发生偏转的根本原因,挡风板和矮墙单独设置时都不会造成舍内气流分布的不均匀,但挡风板能够增加舍内下方奶牛活动区域的气流速度。舍内奶牛的存在和入口风速的大小都不会对舍内气流的分布造成影响。该研究可为LPCV牛舍内挡风板优化设置提供参考。 相似文献
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基于鹅舍气流场CFD模拟的通风系统结构优化与验证 总被引：4，自引：4，他引：0
针对鹅舍内机械通风时大量气流扩散于鹅舍上方而位于地面鹅只通风效果受阻的气流问题,提出一种基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的结构优化方案。通过在舍内主梁下端安装相同高度且与气流方向呈一定倾角的多个可拉伸卷膜构造方法,提高种鹅舍内有效的通风效率。依据试验现场边界条件,构建并求解了鹅舍的三维稳态模型,舍内40个测点的风速模拟值与实测值均方根误差为0.152 m/s,最大绝对误差为0.29 m/s,平均相对误差为2.04%,验证了建立的鹅舍CFD模型的准确性。根据不同优化方案数值模拟了27组不同改造后鹅舍内气流场分布情况,仿真得出最优组合方案:在42 m长的舍内安装卷膜个数为10个,卷膜与主梁竖直方向倾斜角度为60o以及卷膜最大下拉高度为1.2 m时舍内通风效率最高、气流分布最均匀。通过现场实测,对比改造前后40个测点的风速值,试验结果表明:改造后鹅舍较常规鹅舍平均风速增加0.527 m/s,舍内气流不均匀系数降低32.2%。该试验结果为种鹅舍的结构设计、同类型畜禽舍结构优化以及改善通风降温效果调控提供了一定的参考依据。 相似文献
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定点送风降温对母猪周围温度和对流换热的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
为了满足高温高湿地区或密闭性较差的哺乳猪舍的降温需求,该研究基于计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）数值模拟技术,研究了正压定点送风降温方式下不同进风口直径、进风风速和进风温度对哺乳母猪周围气流场、温度场以及机体对流换热量的影响。结果表明：当进风温度为25～27 ℃、进风风速为4～8 m/s、进风口直径为8和12 cm时,母猪周围大部分区域风速低于0.5 m/s、温度高于27 ℃。在相同进风风速和进风温度条件下,进风口直径为12和16 cm的母猪对流换热量高于进风口直径为8 cm的母猪对流换热量。考虑到母猪周围风速和温度的分布以及母猪散热的情况,当进风口直径为12 cm时,既能保证母猪周围区域风速、温度能满足哺乳仔猪的需求,又能保证母猪有较高的对流散热量,推荐在实际生产中使用该尺寸的进风风口。该研究通过CFD模拟分析了定点送风降温方式中相关参数对仔猪活动的产床区域风速和温度分布及母猪对流换热量的影响,为该降温方式在哺乳母猪舍的应用提供理论依据。 相似文献
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半阶梯式笼养蛋种鸡舍冬季日间空气污染物排放特征 总被引：2，自引：0，他引：2
蛋鸡舍空气颗粒物、空气微生物和氨气等污染物的排放不但影响场区生物安全,更会造成环境污染问题。该文采用直线多点均匀采样新型系统,对北京地区某半阶梯式笼养蛋种鸡舍冬季空气颗粒物、微生物和氨气3种污染物的日间排放进行监测和分析,研究半阶梯式笼养蛋种鸡舍冬季日间空气污染物排放特征。结果表明,该蛋种鸡舍试验期间舍内温度保持在18.0~20.0℃;间歇性通风条件下,风机的开启时长和舍外温度具有正相关关系(P0.05,R2=0.883 7);在冬季8:00-18:00期间,空气颗粒物的排放质量浓度为0.5~0.8 mg/m~3,每只鸡排放量为1.0~1.5 mg/h;空气微生物的排放浓度为4.0~4.5 log10CFU/m~3,每只鸡排放量为4.3~4.8 log10 CFU/h;氨气排放浓度为7.6~14.3 mg/m~3,每只鸡排放量为8.1~13.7 mg/h。试验期间,舍外温度低于舍内温度,试验鸡舍通风量及波动范围小,空气颗粒物、空气微生物和氨气的排放浓度、排放量与舍外温度、通风量、舍内相对湿度之间均未发现相关关系(P0.05)。该研究结果可为中国蛋鸡舍空气污染物排放特征提供参考。 相似文献
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不同进风方案下隧道烘干窑热风流场CFD模拟和优化 总被引：5，自引：4，他引：1
隧道烘干窑内同一横截面的热风均匀性影响着物料干燥均匀性和产品质量,而烘干窑入口风速分布直接影响着窑内热风流场的均匀分布。为了解决单一风机直进风隧道烘干窑存在的风速不均匀问题,提出了多种进风结构设想,并利用计算流体力学方法对实际生产的隧道窑进风流场进行数值模拟,研究3种不同的进风方案(4风机、6风机和9风机)对隧道窑内热风流场均匀性的影响。模拟结果表明:6风机方案下隧道窑入口处进风均匀,热风扩散距离短,窑内热风流场整体均匀性较佳,综合性价比最高。研究结果为隧道窑入口进风的设计提供参考。 相似文献
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基于均流板原理的通风墙型植物工厂循环送风系统设计与模拟 总被引：1，自引：1，他引：0
植物工厂是当前可控农业环境的最高形式之一,但植物工厂内温度、气流空间分布不均,不同栽培架之间存在一定温差、气流速度差。为解决气流植物工厂内局部环境因子差异大的问题,该研究对植物工厂进风口设置进行改进,在侧进上出气流循环模式下,借鉴均流板原理设计了一款全网孔通风墙型植物工厂,并通过计算流体力学软件(computational fluid dynamics, CFD)进行模拟,分析该类型工厂下温度、气流速度、CO2浓度、相对湿度、适宜风速占比、空气龄、指定流线速度变化情况,以评价全网孔通风墙对植物工厂内局部环境差异的改进效果。该设计平均空气龄为7.5 s,是无全网孔通风墙条件下的1/9,空气更新效率有效提升。研究表明全网孔通风墙型植物工厂能有效提升植物工厂内环境因子分布均匀性。 相似文献
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基于LabVIEW平台的蛋鸡舍环境舒适度实时监测系统设计与实现 总被引：7，自引：7，他引：0
蛋鸡的环境舒适度是多种因素相互作用的结果,其状况的好坏难以用数值来描述。该研究以蛋鸡为主体,通过文献资料确定影响蛋鸡舍舒适度的各环境因素的阈值,利用模糊数学理论对各环境因素数据进行融合,得到蛋鸡环境舒适评价结果,采用LabVIEW搭建蛋鸡舍环境舒适度实时监测系统,输出实时的环境舒适度评价结果,利用舒适度时间占比法对饲养周期内的数据进行分析。在实验室畜禽物联网平台的基础上,选取黄山德青源种禽有限公司试验鸡舍和中国农业大学上庄实验站试验鸡舍作为系统环境数据获取节点,对系统进行验证。结果显示:采用层次分析法得到冬季鸡舍环境因素(温度、湿度、风速、二氧化碳浓度和氨气浓度)的权重集W冬={0.4286,0.1511,0.0495,0.2828,0.0879},夏季为W夏={0.4326,0.2418,0.1029,0.0813,0.1414};与采用单一环境因素对舍内环境进行评价相比,系统能较全面的反映出舍内的舒适程度;冬季黄山德青源种禽有限公司试验鸡舍环境舒适度要好于中国农业大学上庄实验站试验鸡舍。该研究为蛋鸡舍内综合环境评价提供了一种新的方法,同时也为畜禽物联网实时监测数据的应用提供了一种新的思路。 相似文献
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黄花苜蓿收获机吹送装置气流速度场CFD分析 总被引：2，自引：2，他引：0
为了研究黄花苜蓿收获机吹送装置风机转速与吹送气流速度场分布的关系,该文基于CFD模拟技术建立了黄花苜蓿收获机吹送装置气流速度场分布模型,根据实测的黄花苜蓿收获机相关数据,确定了边界条件和模型参数,得到了不同风机转速下吹送气流速度场分布,以及在风机转速为4 000 r/min时,主风管、不同支风管和距离出风口不同距离的气流速度场分布。设计了与模拟条件相同的验证试验,对模拟条件进行了验证分析。研究表明,试验值与仿真值变化趋势一致,试验值比仿真值略小,误差不超过10%,能够准确地反映黄花苜蓿收获机吹送装置的气流速度场分布规律,风机转速为4 000 r/min时,吹送距离在0.22 m波动区间内能够满足黄花苜蓿吹送要求。 相似文献
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农户用机械通风钢网式小麦干燥储藏仓的气流场分析 总被引：1，自引：1，他引：0
为保障农户收获后高水分粮食不落地安全储藏,针对一种仓壁透气中心带通风立筒的圆形钢网式农户储粮干燥仓,应用CFD法对收获后高水分小麦在进行机械通风时的气流场进行仿真分析,将仓内小麦堆等效为多孔介质,分析静压、动压、流量等空间分布规律。结果表明:仓内静压和动压值随半径(横向)增加呈指数衰减;柱面流量随半径呈幂函数衰减;横截面流量随高度呈指数衰减;粮堆区竖向通风均匀度显著优于横向(径向);流量分布为仓底上粮面仓壁,仓壁气流流量只占总流量的24.6%;实仓风速测试结果与仿真分析结果规律一致,平均相对误差为16.35%,表明基于多孔介质模型和CFD法分析钢网式储粮干燥仓的流场分析具有较好的准确性,研究结果为此类钢网式储粮仓流场分析和优化提供了方法和依据。 相似文献
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低屋面横向通风牛舍空气流场CFD模拟 总被引：15，自引：13，他引：2
低屋面横向通风(low profile cross ventilated,LPCV)牛舍作为中国大型奶牛场一种新的牛舍建筑形式近年来得到了广泛应用,但实际运行中存在舍内气流分布不均匀、夏季高温高湿、冬季低温高湿等环境控制技术瓶颈。为了研究LPCV牛舍空气流场的分布规律,以指导该种牛舍的改进和优化设计,该文在现场实测的基础上,采用计算流体动力学CFD(computational fluid dynamics)方法,根据现场和实验室实测值所确定的风机、湿帘等边界条件,对LPCV牛舍的气流分布进行了三维数值模拟。模拟时将牛只按与实物原型等比例引入到模型中。模拟结果表明:挡风板和颈枷下面矮墙的设置影响了舍内气流分布的均匀性。在既有牛舍挡风板设置和矮墙高度不能改变的情况下对牛舍进行了局部改造,改造后舍内气流分布得到明显改善,平均风速增加了52.8%,气流不均匀性指标降低了41.8%。模拟值与实测值的对比表明,28个测点测试值与模拟值平均相对误差的平均值为17.1%,说明现场实测与数值模拟有较好的吻合度。该研究可为中国LPCV牛舍结构优化设计和环境调控提供参考。 相似文献
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蛋鸡舍冬季CO2浓度控制标准与最小通风量确定 总被引：3，自引：2，他引：1
中国现行的蛋鸡舍内CO_2浓度控制的农业行业标准为1 500 mg/m~3,主要适用于传统的刮板式清粪鸡舍。目前新建、改建鸡舍都采用传送带清粪方式,鸡舍内的相对湿度和氨气等有害气体浓度均明显减少,其冬季最小通风量和舍内CO_2浓度参数标准均有待重新研究。该文通过总结分析国内外相关学者对不同清粪方式蛋鸡舍内NH_3、CO_2浓度的测试数据,提出传送带清粪蛋鸡舍内CO_2浓度取值建议,并根据CO_2浓度平衡原理,提出该类蛋鸡舍冬季最小通风量的取值建议。结果表明:传送带清粪蛋鸡舍内CO_2浓度参数控制标准建议可取5 000 mg/m~3;蛋鸡舍冬季连续通风最小通风量为0.40~0.50 m~3/(h·kg)。该研究为中国新建、改建传送带清粪模式蛋鸡舍CO_2浓度参数标准的取值以及调控蛋鸡舍冬季通风与保温矛盾等问题提供了参考依据。 相似文献
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为提高秸秆热解气的净化率,防止装置堵塞,该研究设计了旋风分离器与回转指杆轮相结合的两级净化装置,I级旋风分离器主要分离热解气中大粒径杂质,II级指杆轮使小粒径灰尘、焦油等杂质与锥形指杆碰撞、聚集、并在高速回转作用下离心分离,实现热解气高效净化。研究确定了I级净化装置的结构参数,设计了II级净化装置,确定了指杆轮与锥形指杆的参数及排列方式。以指杆轮转速、热解气的进口速度和芯筒入筒体深度为影响因素,以热解气的净化率和压力损失为指标,进行了二次通用旋转组合样机性能试验。利用Design-Expert8.0.6软件对试验数据进行方差和响应面分析,建立了影响因素与指标之间的数学模型,采用多指标优化法确定最优组合并进行了试验验证。试验得到最优组合参数:指杆轮转速为3 030 r/min,进口速度为19.5 m/s,芯筒入筒体深度为210 mm,此时的压力损失为1 971.73 Pa,热解气总净化率为84.2%,达到了净化要求。研究结果可为秸秆热解气净化装置研究提供理论依据。 相似文献