夏季北方生长猪舍环境模拟及通风优化研究

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规模化养猪场饲养密度大,高密度的猪只分布恶化了猪舍内的生长环境,进而会影响猪只的健康和生长发育。北方猪舍夏热冬冷,许多养猪场对猪舍环境不够重视,特别是在夏季不能对猪舍进行合理的温度及通风调节,造成猪舍内温度偏高、空气质量较差,影响了猪只的正常生长。因此,有必要对猪舍环境现状进行深入研究,分析夏季猪舍的环境特性,研究改善猪舍环境的控制方法和措施,为猪只生长提供更加适宜的环境,进而达到提高养殖水平和经济效益的目的。本文以地处北方的山东省某规模化养猪场的生长猪舍为研究对象,对夏季生长猪舍温度场、风速场及CO2浓度进行现场测试,并对实测数据进行分析。然后,建立生长猪舍模型进行数值模拟,将模拟值与实测值进行对比,验证了模型的适用性,并对模拟结果进行深入分析。最后,针对现有生长猪舍存在的问题,依次进行了气流组织形式及送风参数优化,使猪只活动区温度、风速及CO2浓度适宜猪只生长,并对方形散流器带角度送风与圆口垂直送风进行了对比研究。主要研究结论如下:(1)对生长猪舍的实测结果分析可知:猪舍温度、风速、CO2浓度在高度方向上分布不均匀,不同高度测点数值相差较大。舍内温度、CO2浓度与高度成负相关,风速与高度成正相关。0.6m高度温度始终高于25℃,多数区域风速低于1.0m/s,CO2浓度最高超过900ppm。(2)对生长猪舍数值模拟结果分析可知:湿帘位置对舍内流场影响较大,现有湿帘位置导致部分猪栏存在涡流,同时舍内温度场在高度上存在明显分层现象。湿帘送风气流在猪舍上层空间流动,只有部分气流能够下沉至猪只活动区,导致猪舍通风效率低,温度调节困难,空气质量较差。(3)在保持送风量与送风参数不变的情况下,对猪舍进行气流组织形式优化,以送风口布局和漏缝地板占比为优化参数,制定优化方案,并对其进行数值模拟,优化后的送风口使得气流可以从顶部直达下层空间,既提升了降温效果,又增大了下部空气流动。将优化后的平均温度、平均风速、CO2平均浓度及不均匀系数与优化前进行对比,确定了最佳气流组织形式。在最佳气流组织形式下,猪只活动区平均温度下降了 1.14℃,平均风速增大了 0.04m/s,CO2平均浓度降低了 190ppm。(4)在最佳气流组织形式下,对生长猪舍进行送风参数优化,通过设置不同的送风温度和送风风速,提出优化方案并进行模拟,发现在送风温度为21.0℃,送风风速为3.5m/s时,平均温度为22.72℃,平均风速为0.79m/s,CO2平均浓度为674ppm,猪只生长环境得到明显改善。(5)在保持送风参数相同的情况下,对圆口垂直送风与方形散流器送风进行了比较,发现方形散流器送风对温度的优化效果优于圆口垂直送风,猪只活动区平均风速随送风角度增大逐渐下降,但风速分布均匀性有所提升。
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