基于CFD的密闭式半阶梯笼养蛋种鸡舍过渡性通风研究

针对密闭式半阶梯笼养蛋种鸡舍春秋季节的过渡性通风方式,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)技术,根据鸡舍实测值所确定的风机、侧窗等边界条件,对该蛋种鸡舍内的环境温度和气流速度的分布进行三维数值模拟。模拟时设置白天室外环境温度为25℃,晚上室外环境温度为13℃,2种温度下分别设置多个侧窗导流板角度。模拟结果表明:侧窗导流板与壁面的倾角明显影响了鸡舍内速度场和温度场的均匀性,白天导流板开启角度α=67.5°,晚上导流板开启角度α=45°时更加合理。通过鸡舍现场采集关键位置的风速和温度数据与仿真结果比较发现,风速测试值与模拟值相对误差白天平均为14.7%,晚上平均为11.5%;温度测试值与模拟值相对误差白天平均为3.1%,晚上平均为3.6%;表明数值模拟与现场实测有较好的吻合度,为密闭式半阶梯笼养蛋种鸡舍过渡性通风方式下的环境控制提供理论依据和指导。     

冬季八层层叠式笼养鸡舍环境质量测定与分析

【目的】试验旨在对八层层叠式笼养密闭式鸡舍冬季环境质量进行测定和分析,为层叠式笼养密闭式鸡舍环境控制提供依据。【方法】使用环境智能监控系统和粉尘采样器每天6:00-8:00、12:00-14:00和18:00-20:00测定八层层叠式笼养密闭式鸡舍水平和垂直方向上不同位置的环境质量参数(温度、相对湿度、风速、光照强度、CO_2浓度、粉尘浓度、氨气浓度和PM10)。【结果】在采取侧窗进风、纵向通风的通风模式下,冬季八层层叠式笼养蛋鸡舍内平均温度、相对湿度、风速和光照强度分别为19.11℃、52.02%、0.25 m/s和34.00 lx,空气中平均二氧化碳浓度、粉尘浓度、氨气浓度和PM_(10)分别是2083.22 mg/m~3、2.85 mg/m~3、1.04 mg/m~3和26.01μg/m~3。不同测定点之间环境质量存在差异,从湿帘端到风机端鸡舍温度、二氧化碳浓度、氨气浓度、粉尘浓度和PM_(10)浓度呈逐渐增大的趋势,上层测定点H_(3.80m)、H_(4.50m)和H_(5.10m)的温度、二氧化碳浓度和氨气浓度显著高于下层测定点H_(0.60m)、H_(1.30m)和H_(1.90m)。相关分析结果表明,风速与温度、二氧化碳浓度、氨气浓度、粉尘浓度呈极显著负相关,温度与氨气浓度呈显著正相关。【结论】冬季八层层叠式笼养鸡舍内不同位置环境质量参数存在差异,环境质量基本符合《畜禽场环境质量标准》(NY/T 388-1999)。     

四平市雾霾大气颗粒物污染特征和来源分析

[目的]研究四平市雾霾天气发生时大气颗粒物污染特征。[方法]于2016年3月1日—4月20日对四平市大气颗粒物PM2.5、PM10和气体污染物进行采样,分析采样期间3次污染事件发生时大气颗粒物粒径分布特征,比较颗粒物与相关气体污染物的相关性,并对其来源进行分析。[结果]在3次污染事件中,PM10的平均浓度为339.9μg/m3,是采样期间的3.0倍,是空气质量标准(GB 3095—2012)的2.0倍;在污染事件1(3月28日)和2(3月31日)发生时,PM2.5浓度也相应升高,分别是空气质量标准(GB 3095—2012)的1.2倍和1.4倍。污染事件1和污染事件2中,在粒径0.56~1.00μm时颗粒物质量浓度出现峰值,而污染事件3(4月8日)并无相应的峰值出现。[结论]该研究为四平市大气污染防治提供理论依据。     

含有害气体的育雏鸡舍小气候模型构建与仿真

[目的]育雏鸡舍内温度、湿度以及有害气体浓度等环境因素影响雏鸡的生长发育,而构建育雏鸡舍内环境逐时动态变化小气候仿真模型可精准模拟舍内环境。[方法]根据舍内外环境条件、鸡舍的建筑结构和热特性、动物生理和边界条件,采用双膜理论原理和CO₂平衡原理建立有害气体浓度(NH₃和CO₂)动态模型,采用能量和质量平衡方程建立温度、湿度动态模型。使用Matlab/Simulink构建了含有害气体的育雏鸡舍小气候环境仿真模型,通过实测数据对仿真模型进行了模拟验证,并进行了分析讨论。[结果]仿真模型输出的NH₃浓度、CO₂浓度、温度、湿度平均绝对误差分别为8.20%、9.70%、0.72%、1.70%,最大误差分别为0.7 mg·m^-3、443.2 mg·m^-3、0.7℃、12.3%,均方根误差分别为0.54 mg·m^-3、50.7 mg·m^-3、0.81℃、3.9%,决定系数分别为0.841 3、0.861...     

秋季毛竹林空气颗粒物浓度与气象因子相关性分析

城市森林内空气悬浮颗粒物浓度的状况直接反映城市森林对空气颗粒物的净化功能,城市森林空气质量的好坏关系到人们的身体健康状况,本研究对秋季福州旗山森林公园的毛竹林内空气颗粒物浓度日变化进行了监测。结果表明,毛竹林内颗粒物浓度总体日变化趋势呈"W"形,即15:00和19:00出现2个高峰、9:00和17:00出现2个低谷;不同粒径颗粒物浓度日变化均无显著差异,细颗粒物浓度的日变化不及粗颗粒物浓度的日变化敏感,且出现高峰的时间较粗颗粒物滞后;林内颗粒物主要由PM10和PM2.5组成,且PM10与PM2.5的变化趋势受颗粒物浓度的变化的影响较大;气象因子和天气条件对颗粒物浓度(特别是粗颗粒物)的影响较大,颗粒物的浓度与相对湿度成正相关关系,与温度、风速、光照等均成负相关关系。     

秋季竹林空气颗粒物浓度与气象因子相关性分析*

城市森林内空气悬浮颗粒物浓度的状况直接反应城市森林对空气颗粒物的净化功能,城市森林空气质量的好坏关系到人们的身体健康状况.本文以福州旗山森林公园内竹林为例,对其内秋季空气颗粒物浓度日变化进行了观测,结果表明:①竹林内4种粒径颗粒物浓度日变化曲线均呈“W”形,15：00和19:00出现全天的两个高峰；9:00和17：00出现全天的两个低谷.②方差分析显示：不同粒径颗粒物浓度日变化均没有显著性差异.细颗粒物浓度的日变化不如粗颗粒物浓度的日变化敏感,且出现高峰期的时间较粗颗粒物滞后.③从不同粒径颗粒物所占的比例来看：颗粒物主要由PM10和PM2.5组成；并且PM10与PM2.5的变化趋势受颗粒物浓度的变化影响较大.④气象因素和天气条件对颗粒物浓度(特别是粗颗粒物浓度)的影响较大；颗粒物浓度与相对湿度呈正相关,与温度、风速、光照均呈负相关.     

乌鲁木齐河滩快速路2种配置林带内PM_(2.5)、PM_(10)分布特征及影响因子分析

为研究乌鲁木齐市河滩快速路林带对PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度的影响,在河滩快速路南段燕儿窝风景区2种配置结构的混交林带内0、3、10、20、30、50 m处设置观测点,于2019年4月1日至4月30日实地测量了颗粒物浓度与气象因子数据,运用SPSS19.0分析了颗粒物扩散至林带后的变化特征。结果表明,PM_(2.5)、PM_(10)浓度日变化呈双峰态分布,主高峰出现在15:00,谷值出现在20:00,次高峰在不同配置林带内表现不同;林带宽度10～20 m对颗粒物消减作用明显;车流量对颗粒物浓度有一定贡献率;在一定范围内颗粒物浓度与温度、风速呈负相关,与相对湿度呈正相关;风向也对颗粒物浓度存在一定的影响。     

六层层叠式笼养鸡舍夏季环境质量测定与分析

使用环境智能监控系统、粉尘采样器和测氧仪对六层层叠式笼养鸡舍不同位置的夏季环境质量参数(温度、相对湿度、风速、光照强度、二氧化碳浓度、粉尘浓度和氧气含量等)进行了测定与分析,以期为蛋鸡层叠式笼养鸡舍环境控制提供参考依据。结果表明,鸡舍内不同测定点的环境质量之间存在差异。试验期间鸡舍内温度为19.8—31.4℃,平均温度为26.5℃;平均相对湿度和风速分别为86.31%和1.67 m/s;鸡舍空气中二氧化碳浓度、氨气浓度、粉尘浓度和氧气含量分别为653.57 mg/m~3、0.38 mg/m~3、3.06mg/m~3和20.75%。从鸡舍湿帘端到风机端温度、风速、二氧化碳浓度、氨气浓度和粉尘浓度呈逐渐增大的趋势,相对湿度呈递减趋势。随着笼层的增高,温度、相对湿度、二氧化碳浓度和粉尘浓度呈逐渐增大的趋势,氧气含量逐渐降低。温度与相对湿度呈显著负相关,温度与二氧化碳浓度、风速、氧气含量呈显著正相关,相对湿度与二氧化碳浓度、风速和氧气含量呈极显著负相关。     

基于PSO-DNN的平养鸡舍冬季氨气浓度预测模型研究

[目的]氨气是鸡舍内影响肉鸡生长发育的主要有害气体,由于冬季鸡舍低通风量会导致氨气浓度超标,使肉鸡的免疫功能下降,导致呼吸系统疾病发生。针对鸡舍氨气预测精度不高、效率不理想等问题,提出基于粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)优化深度神经网络(deep neural network,DNN)的预测模型,实现冬季氨气浓度预警并及时调控鸡舍内氨气的浓度。[方法]选取自建平养鸡舍环境参数数据(温度、相对湿度和氨气浓度)和鸡自身情况数据(鸡龄和鸡进入鸡舍时间)建立模型,对鸡舍内未来1 h氨气浓度进行预测。PSO-DNN预测模型首先采用PSO优化DNN中的batch_size参数,以平均绝对误差(mean absolute error,MAE)作为目标函数,经过多次迭代后,得到最佳的batch_size,再以此构建DNN模型,以数据集的前70%数据作为训练集进行DNN模型训练,经过DNN的线性运算和激活运算后,采用数据集的后30%数据对模型进行验证,并对模型进行评估。[结果]将PSO-DNN模型与DNN和随机森林模型对比,PSO-DNN模型氨气预测结果的MAE为1.886 mg·m~(-3),DNN和随机森林模型预测的MAE分别为4.297和2.855 mg·m~(-3)。[结论]PSO-DNN模型的预测精度最高,与DNN和随机森林模型预测结果相比,其MAE分别降低56.1%和33.9%,可为平养鸡舍内氨气浓度预测提供方法参考,有助于及时、准确地调控鸡舍内氨气浓度。     

2014年盘锦市气象要素对大气污染物PM2.5的影响

[目的]为了探究气象要素对大气污染物PM2.5的影响。[方法]收集的气象要素为2014年盘锦市盘山气象站和大洼气象站地面观测数据,包括温度、湿度、气压、风速、降水量,大气污染物PM2.5浓度的监测数据由盘锦市环境监测站提供,运用Excel分析气象要素与PM2.5时间变化趋势,用SPSS对二者进行回归分析。[结论]PM2.5周平均浓度与周平均温度、相对湿度、降水量呈负相关,与周平均气压呈正相关,与周平均风速不相关。     

生长季毛竹林内和林缘空气颗粒物日变化规律研究

本文以福州旗山森林公园毛竹林为研究对象,对生长季毛竹林内、林缘空气颗粒物日变化进行了观测,结果表明,林内和林缘空气颗粒物日变化曲线均呈“二峰二谷”型,但林缘出现波峰和波谷时间有所提前或滞后。林内与林缘在11:00—13:00、17:00—19:00出现全天的2个高峰;在7:00—9:00、15:00—17:00出现全天的2个低谷。林内颗粒物以细颗粒(PM1.0、PM2.5)为主,而林缘则以粗颗粒物(PM10、TSP)为主。在毛竹林缘处,4种不同粒径的颗粒物浓度日变化趋势基本一致,但峰值和低谷的时间细颗粒物较粗颗粒物有所提前或者滞后。各粒径颗粒物浓度与空气温度、相对湿度、光照强度均成正相关,而与平均风速成负相关,且林缘处的颗粒物浓度与风速成显著负相关。     

大中型密闭式鸡舍环境分析

就10年间对北京市9座大、中型鸡场密闭式鸡舍环境测定材料进行了环境分析。舍内平均温度春、秋、冬三季比较适宜,夏季未超过鸡的临界温度高限,相对湿度通常在50～70%;夏季有些鸡舍风速偏低与通风量不足有关;冬季如间断通风,有时氨的浓度可能超过20ppm;光照强度普遍可以满足产蛋需要。文中介绍了密闭式鸡舍的优越性,并提出了一些有关环境管理的改进意见。     

畜禽舍末端水喷淋废气处理系统的颗粒物净化性能分析与优化

【目的】畜禽养殖舍排出的大量颗粒物及吸附的臭气成分和微生物会对大气环境和周边人员的健康造成严重破坏,降低废气中颗粒物浓度是畜禽舍末端废气净化技术的核心目标之一。【方法】针对畜禽养殖末端卧式水喷淋净化技术,通过自主搭建的卧式水喷淋系统颗粒物净化效率试验平台,设计正交试验方案,采用极差分析和方差分析方法,研究通风风速、喷嘴压力、喷嘴额定孔径及喷嘴雾化角度等关键调控参数对颗粒物(PM2.5和PM10)净化效率的影响规律,并运用参数优化模型获得针对不同粒径颗粒物的最优调控参数组合。【结果】研究结果表明,影响PM2.5净化效果的主次顺序为喷嘴压力>通风风速>喷嘴额定孔径>喷嘴雾化角度;影响PM10净化效果的主次顺序为喷嘴压力>喷嘴额定孔径>喷嘴雾化角度>通风风速。通过优化求解,最优参数组合为通风风速为1.5 m/s、喷嘴压力为60 kPa、喷嘴额定孔径为11.1 mm、喷嘴雾化角度为120°。验证试验结果表明,最优参数组合的PM10净化效率为40.4%,PM2.5净化效率为41.1%。【结论】研究结果可以为畜禽舍末端废气处理系统颗粒物净化设备的设计和运行参数调...     

冬季家庭居室内PM_(10)浓度的影响因素

[目的]为了探讨家庭居室内PM10污染物的来源,对人体的危害及影响因素。[方法]在丹东市的三个区选择了14个家庭,对其厨房、卧室和客厅进行PM10浓度的测试,并对室内的PM10污染物来源进行了分析。[结果]室内空气PM10浓度主要受吸烟、烹饪时的燃料、不同清洁方式、室外颗粒物浓度、室内人员多少和活动频繁程度、通风量7个因素的影响,被测14户家庭中有7户所有的房间均超标。[结论]丹东市家庭室内PM10浓度超标不容乐观,应引起有关部门的重视。     

门头沟生态区排放的大气颗粒物输送的模拟研究

利用一个耦合的区域空气质量模式系统,模拟了2004年4月1～7日门头沟排放的大气颗粒物浓度的时空分布及向北京主城区的输送过程,分析了下垫面非均匀性和气象条件对输送过程的影响以及源于门头沟污染物对主城区颗粒物浓度的贡献。模拟结果显示,门头沟排放的污染物能够被输送到主城区,存在输送通道,浓度分布表现出强烈的时空非均匀性。门头沟排放的PM10对主城区近地面浓度的影响可达0．1～15μg／m。与观测的比较表明,模式对于PM10浓度分布和输送态势具有较强的模拟能力,浓度相关系数及标准偏差分别为0．8、0．03。     

地下水源热泵系统在密闭式肉鸡舍的应用效果分析

为研究地下水源热泵系统供暖对规模化密闭式肉鸡舍环境参数及肉仔鸡生产性能的影响,选择3栋鸡舍为研究对象,每天8:00和20:00测定密闭式鸡舍内的温度、相对湿度和氨气水平,每周测定肉仔鸡的体质量,并统计死淘率。结果显示,在规模化肉鸡养殖生产过程中采用单井最大取水量100 m~3/h、出水温度53℃的1 000 m地下水源热泵系统供暖,批出栏36万只肉鸡养殖场供暖最远端肉鸡舍内温度为27.07~34.98℃,相对湿度为56.38%~64.98%,氨气水平为0.50~11.45 mg/m~3,42日龄肉鸡出栏体质量较标准品种体质量低0.26%~3.30%,死淘率为4.34%~5.66%,表明地下水源热泵系统供暖在规模肉鸡养殖中可行。     

门头沟生态区排放的大气颗粒物输送的模拟研究

利用一个耦合的区域空气质量模式系统,模拟了2004年4月1～7日门头沟排放的大气颗粒物浓度的时空分布及向北京主城区的输送过程,分析了下垫面非均匀性和气象条件对输送过程的影响以及源于门头沟污染物对主城区颗粒物浓度的贡献.模拟结果显示,门头沟排放的污染物能够被输送到主城区,存在输送通道,浓度分布表现出强烈的时空非均匀性.门头沟排放的PM10对主城区近地面浓度的影响可达0.1～15 μg/m3.与观测的比较表明,模式对于PM10浓度分布和输送态势具有较强的模拟能力,浓度相关系数及标准偏差分别为0.8、0.03.     

夏季不同结构绿地空气PM2.5浓度与气候因子关系

在2014年夏季,通过对宿迁市不同结构绿地和对照内空气PM2.5浓度以及温度、湿度、光照强度、风速进行监测分析。结果表明,不同结构绿地及对照内空气PM2.5浓度日变化均明显,基本呈现“M”型趋势,波峰出现的时间受人流和车流影响;PM2.5浓度均值从大到小的顺序是对照、草坪、篱草、大阔叶乔草、乔灌草、针叶乔草、小阔叶乔草;PM2.5浓度与不同结构绿地的光照强度达到显著正相关,与风速相关性不明显。     

PM2.5的成分特征及来源分析

PM2.5是空气中动气动力学直径小于或等于2.5μm的悬浮颗粒物。通过对PM2.5的来源分析,发现PM2.5的产生途径大多是机动车辆尾气的排放、煤的燃烧、生物质的燃烧等。以北京地区为例,对PM2.5的观测发现,PM2.5的浓度会受到季节的影响,夏季浓度较低,冬季和春季的浓度较高,早春和冬季北方地区天气寒冷,人们需要烧煤取暖,因此,PM2.5的浓度相比其他季节要高。同时,研究数据表明在沙尘天气、交通运输高峰期扬起地面的粗颗粒物能减小PM2.5在PM10中占的比例。PM2.5浓度不仅与季节有关,而且与气压、地区的相对湿度、风速都有着密不可分的关系。     

层叠式笼养肉鸭舍秋季最小通风的环境参数测试及分析

本研究旨在探讨最小通风模式对层叠笼养肉鸭舍内环境参数的影响。选择秋季肉鸭育肥后期(32～35日龄)进行试验,通过检测鸭舍内温度、湿度、风速、NH_3质量浓度、CO_2质量浓度,构建鸭舍CFD模型,模拟并分析温度场与气流场分布特征。结果表明:连续测试4 d,舍外温度6.31～26.12℃,舍内气温15.98～24.85℃;舍外相对湿度13.74%～91.49%,舍内相对湿度28.94%～79.68%;舍内风速波动范围0.30～0.81 m/s,CO_2与NH_3质量浓度变化范围分别为1 462～2 798 mg/m~3、0.05～0.87 mg/m~3。模拟试验鸭舍温度场与气流场,模拟仿真值与实测值间相对误差为0.8%～1.3%,说明所建CFD模型数值模拟与试验数据间高度吻合。每层鸭笼水平剖面温度场与气流场分布模拟结果分别揭示了各层面纵向中部温度均高于两端区域,以及各层中部至风机处气流流速均大于其他区域;此外,南北两侧对称分布通风小窗进入气流形成对冲并汇聚,致使气流分布不均。该研究可为层叠笼养鸭舍结构优化设计与环境调控提供参考。