低屋面横向通风牛舍温湿度场CFD模拟

在中国华东地区最炎热的月份,舍外高温高湿的气候条件,降低了低屋面横向通风(low profile cross ventilated,LPCV)牛舍的环境调控效果。为了研究LPCV牛舍温湿度场的分布规律,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,对LPCV牛舍的温度和相对湿度参数进行了三维数值模拟。现场实测的结果表明,舍外空气温度为36.2℃,相对湿度为55.5%的条件下,舍外空气流经湿帘后的降温幅度为7.7℃,湿帘出口处的相对湿度为99.9%;模拟结果表明,舍内温湿度场受气流场的影响,分布不均匀,风速高的区域温度相对较低,舍内相对湿度与温度呈现强烈的耦合关系。随着空气的流动,沿气流方向平均每米长度温度升高0.014℃、相对湿度下降0.04%,THI增加0.025。模拟值与实测值的对比表明,9个测点温度和相对湿度的测试值与模拟值之间相对误差的平均值分别为0.89%和0.59%,理论计算和数值模拟得到的奶牛显热散热量的相对误差为14.5%,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。     

北京密闭式商品蛋鸡舍冬季环境研究(初报)

对北京地区的典型密闭式蛋鸡舍的冬季环境进行了测试分析。结果表明：对三七外墙和２００ｍｍ厚加气混凝土屋面的密闭式蛋鸡舍，每只蛋鸡的通风量为１．３ｍ３／ｈ时，可维持舍内外温差１９℃左右，舍内ＣＯ２浓度２１００×１０－６左右，最高ＮＨ３浓度不超过１８×１０－６。不同的进气口形式与位置对舍内温度、有害气体的分布影响较大。     

圈栏面积、形状和隔栏方式对猪排泄行为的影响

猪在圈栏内的排泄行为是直接影响粪尿在舍内的收集方式和清洁生产的首要环节。在不同的舍饲环境和饲养方式下猪的排泄行为随之变化,该文就育成育肥猪在常见的圈栏饲养方式下,对两种圈栏面积(14.4m2和9.6m2)、两种圈栏形状(长宽比为1︰1和1.5︰1)和隔栏方式(开敞和封闭),进行了两个重复的对比试验,研究这三个因素对猪群排泄区地点和排泄区面积大小的影响。将每个圈栏划分为15个网格区域,利用摄像仪记录猪的排泄行为后,通过observer软件分析落在每个网格区域的排泄频次,将排泄区定义为80%以上的排泄行为发生所在区域之和。结果表明圈栏面积对排泄区地点和面积大小有显著影响(Mann-WhitneyUTest,P<0.001),圈栏形状和隔栏方式影响不显著。并随着猪龄的增长,排泄区地点向漏缝地板方向移动,排泄区面积明显加大(Fridman Test,P<0.05),污染更加严重。应在育肥和育成阶段分开,并设计合理的圈栏尺寸,以实现猪到漏缝地板上排泄。     

奶牛喷淋降温水滴形态特性的数值模拟

为研究奶牛喷淋降温过程中的水滴形态特性,以及水滴撞击壁面过程中的铺展系数与水滴喷淋速度和接触角之间的关系问题,采用CLSVOF数值模拟方法,对单个水滴与固体壁面撞击过程进行三维数值模拟。首先根据Yokoi的试验对本研究数值模型的准确性进行验证,然后根据本研究试验测试数据建立数值模型,同时结合韦伯数(We)、雷诺数(Re)及系数K对数值模型进行分析验证。研究了水滴粒径分别在0.5和0.8mm条件下:当速度分别以1、2和3m/s,平均接触角为120°时水滴撞击固体壁面时的形态变化;当接触角分别为90°、120°和140°,速度为1m/s时水滴撞击固体壁面时的形态变化。结果表明:随液滴直径和撞击速度的增加,液滴撞击壁面后主要有振荡、反弹、破碎和飞溅这4种典型运动形态;随着水滴速度的增大,水滴铺展速度加快,最大铺展直径与铺展系数增大;随着接触角增大,水滴最大铺展直径减小,最大铺展系数值减小。     

东北地区奶牛夏季热应激对其行为和产奶量的影响

为研究奶牛夏季热应激对其行为和产奶量的影响,该文选取了东北地区典型的舍饲散养奶牛场,通过对整个夏季牛舍环境指标以及奶牛阴道温度、行为参数和产奶性能的连续监测,探究了东北地区奶牛热应激状况及其对行为和生产性能的影响。结果表明,夏季该场奶牛经历轻度和中度热应激的时间分别占40.9%和17.9%,每天12:00—20:00是中度热应激高发时段。从轻度到中度热应激,奶牛的核心体温(core body temperature,CBT)从38.8℃上升到39.3℃,且其体温变化滞后于环境参数的变化。由无热应激到中度热应激,奶牛躺卧时间比例从51.3%下降至42.3%,站立时间则相应增加。当日均温湿指数(temperature-humidity index,THI)大于75时,奶牛产奶量显著降低9.2%(P0.05)。东北地区夜间开放运动场,有利于奶牛缓解白天热应激的影响,降低减产损失。     

规模奶牛养殖室外运动场春季温室气体与氨气排放特性

舍外运动场是中国传统奶牛养殖场的组成部分,同时也是温室气体和氨气(NH_3)的重要排放源。由于开放式生产设施污染气体排放的监测难度大,目前中国还普遍缺少奶牛运动场温室气体和NH_3排放通量的直接监测数据。该试验采用梯度法对北京地区春季典型开放式奶牛运动场的甲烷(CH_4)、氧化亚氮(N_2O)、二氧化碳(CO_2)等温室气体和NH_3浓度及其排放通量进行了监测分析,讨论了排放特征和关键影响因素,为获取中国北方地区奶牛运动场温室气体和NH_3的排放通量提供了基础数据支撑。测试运动场饲养了52头荷斯坦奶牛,年均单产约8 t,头均占地面积为20.77 m~2。结果表明,该奶牛运动场春季CH_4、N_2O和CO_2的排放通量为155.59、3.60和4 869.37 mg/(m~2·h),分别占温室气体排放总量的42.79%、9.37%和47.83%;NH_3的排放通量为66.27 mg/(m~2·h);排放峰值一般出现在运动场清粪之后。环境温度与CH_4、N_2O和NH_3排放量呈显著的正相关关系(P0.05),同时风速在一定范围内会促进CH_4、N_2O和NH_3的排放。奶牛场清粪活动不仅会加快污染气体的排放通量,还会影响温度和风速对气体排放通量的作用效果。     

东北地区奶牛舍围护结构的低限热阻计算与验证

为探究利用废弃农业生物质制备两性吸附材料处理含Pb2+和As5+废水方法,该文通过醚化反应将2种具有"钳形"|结构的改性剂（阳离子改性剂IA和阴离子改性剂IM）接枝到小麦秸秆的纤维素上,制备高效两性吸附材料WS-IAIM。利用扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱对其结构进行表征。通过批量处理试验,研究了该材料对水中Pb2+和As5+的去除能力和可能的吸附机理,探讨了其吸附动力学和热力学。结果表明：随着溶液pH值的增加,吸附剂对Pb2+的吸附量增大,对As5+的吸附量减少,吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和拟二级动力学模型。根据Langmuir模型,在313 K时,对Pb2+和As5+的理论最大吸附量分别180.12和27.48 mg/g。吸附热力学和动力学结果表明,该吸附是一个自发的化学吸热过程。WS-IAIM对Pb2+和As5+的吸附过程吸附机理以离子交换和络合作用为主。该吸附材料重复使用5次后,对2种重金属离子的吸附量仍然可达159.3和19.8 mg/g。研究结果可为农作物秸秆的源化利用和水体环境中复杂重金属净化提供理论依据。     

哺乳犊牛饲养模式与环境调控技术研究进展

哺乳犊牛处于奶牛生长抗逆性最差的阶段,对于饲养管理和环境具有更高的需求.但是哺乳犊牛的饲养模式及其环境管理一直存在模式选择不合理、环境控制机械化程度低、空气质量较差等问题,导致犊牛的患病率增加,甚至会增加犊牛死亡率、延缓生长、延长初次受胎成功的时间,从而影响奶牛场的整体效益.哺乳犊牛常用的饲养模式为舍内群养、舍内单栏饲...     

保育猪舍和育肥猪舍粪污管理方式对冬季舍内空气环境的影响

本试验选用不同的保育及育肥猪舍，通过分别控制保育及育肥舍日清粪次数、猪只日龄及清粪方式设计了4组试验，分别探究保育舍日清粪次数、猪只日龄及育肥舍日清粪次数、清粪方式对猪舍内环境的影响，尤其是对NH3浓度的影响。结果表明：保育舍的日清粪次数对温湿度及有害气体浓度影响没有显著差异，增加育肥舍的日清粪次数可以显著降低舍内NH3浓度，而清粪次数过于频繁也使得舍内CO2浓度上升；随着猪的日龄增长，舍内的温湿度及有害气体浓度均有所增加；采用不同清粪方式的育肥舍中，水冲粪尿沟的育肥舍内NH3浓度显著低于只冲粪沟的猪舍。因此在猪舍的粪污管理中要注意及时清理粪尿沟，随着猪只日龄增加适当加强舍内通风，维持冬季猪舍良好的生长环境需求。     

奶牛饮水温度控制系统的设计及应用效果分析

针对低温环境下奶牛饮水温度过低会导致泌乳量降低的问题，设计一种基于空气能热水器的饮水加热系统并应用于规模化奶牛场，连续监测2组奶牛在环境温度>15℃、4℃≤环境温度≤15℃、环境温度<4℃中不同饮水加热模式下的泌乳量，分析2组奶牛的日均泌乳量曲线，探究低温环境下不同饮用水温度对奶牛生产性能的影响。结果表明：本研究设计的饮水加热系统能够在不同环境温度下稳定控制饮水温度。低温环境下长期为奶牛供给12～15℃的水，奶牛平均泌乳量随环境温度变化显著(P<0.01),平均每7天下降0.45 kg,而将饮用水温度提高至22～25℃后，奶牛平均泌乳量随环境温度变化不显著(P>0.05)。排除不同泌乳期影响分析奶牛泌乳量，提高奶牛饮用水温度能有效增强处于泌乳盛中期奶牛的泌乳量。本研究设计的系统能够在环境温度<4℃的条件下稳定提供22～25℃的热水，有利于提高奶牛的泌乳量以及对环境变化的生产稳定性。