大型雞舍機(jī)械通風(fēng)溫度模擬與優(yōu)化

王芳+徐洪祥+崔璐璐

摘 要：針對(duì)某地雞舍通風(fēng)不良和溫度分布不均勻的問題，采用數(shù)值模擬的方法，利用Icem劃分網(wǎng)格并通過Fluent穩(wěn)態(tài)求解，得到網(wǎng)格獨(dú)立解。根據(jù)模擬得到的數(shù)據(jù)，分析了雞舍活動(dòng)區(qū)的溫度分布特性及其形成的主要原因，對(duì)比了雞舍內(nèi)不同位置溫度分布規(guī)律，驗(yàn)證了溫度分布的正確性。通過改變雞舍風(fēng)量及管道開孔數(shù)量，優(yōu)化風(fēng)管結(jié)構(gòu)及送風(fēng)量，得到較佳的通風(fēng)設(shè)計(jì)方案，對(duì)冬季雞舍通風(fēng)保溫以及夏季的降溫給出指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：

雞舍通風(fēng) ；機(jī)械通風(fēng)；數(shù)值模擬；溫度分布

DOI：10.15938/j.jhust.2017.06.005

中圖分類號(hào)： TU834.25

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 1007-2683（2017）06-0024-04

Abstract：For the broiler house poorly ventilated and the problem of uneven temperature distribution， numerical simulation method was used， the grid was partitioned by Icem， the equation was solved by the steady state solution by Fluent， and then gridindependent solution was obtained. According to the simulation data， the study analyzed the temperature distribution characteristics and the main reason formed in the living region of the broiler house. Compared to the broiler house temperature distributions in different positions， the results of the accuracy of the temperature distribution were verified. By changing the air supply volume and pipe hole quantity， optimizing the structure of duct and air supply volume， the study got the preferably ventilation design， and conducted the ventilation insulation in winter and cooling in summer.

Keywords：broiler house ventilation； mechanic ventilation； numerical simulation； temperature field

0 引 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)禽類產(chǎn)品的安全性以及環(huán)境保護(hù)提出了強(qiáng)烈的要求。在以往的養(yǎng)雞經(jīng)驗(yàn)中，養(yǎng)殖者往往將大部分精力投入到使用疫苗和用藥控制雞群發(fā)病上，花費(fèi)了大量的財(cái)力和物力。雖然雞群沒有發(fā)生暴發(fā)性的疾病，但對(duì)人體存在潛在危害并且經(jīng)濟(jì)效益低下，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中難以生存。究其原因是雞群長(zhǎng)期生活在不良的環(huán)境中。溫度對(duì)雞群健康和生產(chǎn)性能影響最大。家禽對(duì)溫度的要求較高，在家禽生長(zhǎng)期和產(chǎn)蛋期，適宜的溫

度是雞發(fā)揮正常生產(chǎn)效能的保證，若溫度較高，則雞的采食量下降，飼料轉(zhuǎn)化率下降，肉雞增重減緩，甚至大量雞因?yàn)榄h(huán)境溫度過高而死亡，低溫則會(huì)使雞的基礎(chǔ)維持需求增多，生長(zhǎng)緩慢，料肉比增高[1-2]。

現(xiàn)在大型雞舍大都采用機(jī)械通風(fēng)進(jìn)行通風(fēng)降溫。運(yùn)用置換通風(fēng)的方法確定通風(fēng)量進(jìn)而確定風(fēng)機(jī)型號(hào)和設(shè)計(jì)管道。只采用置換通風(fēng)的方法無法確定房間內(nèi)具體位置的溫度，導(dǎo)致雞舍內(nèi)可能存在局部溫度過高現(xiàn)象。如果結(jié)合數(shù)值模擬的方法，就能規(guī)避只采用置換通風(fēng)方法的缺點(diǎn)[3-6]。

本文針對(duì)山東煙臺(tái)的一個(gè)養(yǎng)殖2 500只雞的大型雞舍。通過數(shù)值模擬方式，在空氣速度分布的基礎(chǔ)上分析雞舍內(nèi)的溫度分布，作為下一步改進(jìn)雞舍內(nèi)空氣質(zhì)量的理論依據(jù)，并為以后同類型的數(shù)值模擬提供參考。

1 數(shù)學(xué)模型

3 物理模型

坐南朝北，雙坡式屋頂，封閉無窗式雞舍，屋頂采用雙面彩鋼結(jié)構(gòu)，墻體為240mm頁(yè)巖多孔磚加30mm聚苯粒保溫抹面。本文所研究雞舍幾何模型的外形尺寸是長(zhǎng)度（以下統(tǒng)稱X，軸自左向右為X軸正方向）39624mm，寬度（以下統(tǒng)稱Z軸，自后向前為Z軸正方向）12804mm，高度（屋脊 Y）4720mm。在雞舍內(nèi)部安裝通風(fēng)管道，進(jìn)出口及管道出風(fēng)口位置如圖 1 所示。

4 雞舍活動(dòng)區(qū)的流場(chǎng)分析

因?yàn)殡u在距離地面10～50cm 的區(qū)域內(nèi)活

動(dòng)（以下統(tǒng)稱活動(dòng)區(qū)） ，該區(qū)域的氣流速度關(guān)系到雞的舒適性，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)分析。取距離地面 30cm 的高度為監(jiān)測(cè)面，得到監(jiān)測(cè)面內(nèi)的氣流分布如圖2所示。

通風(fēng)管道端部完全敞開，且有Z 方向的通風(fēng)口，因此管道端部會(huì)產(chǎn)生一股 X 方向的氣流，而管道通風(fēng)口會(huì)產(chǎn)生一股Z 方向的氣流。這兩股氣流與壁面碰撞后會(huì)在雞舍中間相遇。因?yàn)樗械臍饬鞫家獜奈ㄒ坏某鲲L(fēng)口流出，這樣就形成了 A 與 B，C 與 D 交界處的流態(tài)，但是在BC 之間的區(qū)域沒有通風(fēng)口，所以在 BC 之間的區(qū)域不能直接流向出口，只能流向 A與B，C與D 的交接處，這樣在 B，C 兩個(gè)區(qū)域就形成空氣旋。

近壁面處由于碰撞會(huì)產(chǎn)生一個(gè)遠(yuǎn)離壁面的速度，又主流速度是 A與B，C與D交界處的速度，故而在壁面處的速度只能貼壁面流向A與B，C與D交界處，這樣就形成了 A，D 兩個(gè)空氣旋。這樣的結(jié)果會(huì)造成整個(gè)雞舍整體有較好的空氣流通，但是局部區(qū)域的空氣流通欠佳。endprint