大型鸡舍机械通风温度模拟与优化

王芳+徐洪祥+崔璐璐

摘 要：针对某地鸡舍通风不良和温度分布不均匀的问题，采用数值模拟的方法，利用Icem划分网格并通过Fluent稳态求解，得到网格独立解。根据模拟得到的数据，分析了鸡舍活动区的温度分布特性及其形成的主要原因，对比了鸡舍内不同位置温度分布规律，验证了温度分布的正确性。通过改变鸡舍风量及管道开孔数量，优化风管结构及送风量，得到较佳的通风设计方案，对冬季鸡舍通风保温以及夏季的降温给出指导。

关键词：

鸡舍通风 ；机械通风；数值模拟；温度分布

DOI：10.15938/j.jhust.2017.06.005

中图分类号： TU834.25

文献标志码： A

文章编号： 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

隨着我国经济的发展，社会对禽类产品的安全性以及环境保护提出了强烈的要求。在以往的养鸡经验中，养殖者往往将大部分精力投入到使用疫苗和用药控制鸡群发病上，花费了大量的财力和物力。虽然鸡群没有发生暴发性的疾病，但对人体存在潜在危害并且经济效益低下，在激烈的市场竞争中难以生存。究其原因是鸡群长期生活在不良的环境中。温度对鸡群健康和生产性能影响最大。家禽对温度的要求较高，在家禽生长期和产蛋期，适宜的温

度是鸡发挥正常生产效能的保证，若温度较高，则鸡的采食量下降，饲料转化率下降，肉鸡增重减缓，甚至大量鸡因为环境温度过高而死亡，低温则会使鸡的基础维持需求增多，生长缓慢，料肉比增高[1-2]。

现在大型鸡舍大都采用机械通风进行通风降温。运用置换通风的方法确定通风量进而确定风机型号和设计管道。只采用置换通风的方法无法确定房间内具体位置的温度，导致鸡舍内可能存在局部温度过高现象。如果结合数值模拟的方法，就能规避只采用置换通风方法的缺点[3-6]。

本文针对山东烟台的一个养殖2 500只鸡的大型鸡舍。通过数值模拟方式，在空气速度分布的基础上分析鸡舍内的温度分布，作为下一步改进鸡舍内空气质量的理论依据，并为以后同类型的数值模拟提供参考。

1 数学模型

3 物理模型

坐南朝北，双坡式屋顶，封闭无窗式鸡舍，屋顶采用双面彩钢结构，墙体为240mm页岩多孔砖加30mm聚苯粒保温抹面。本文所研究鸡舍几何模型的外形尺寸是长度（以下统称X，轴自左向右为X轴正方向）39624mm，宽度（以下统称Z轴，自后向前为Z轴正方向）12804mm，高度（屋脊 Y）4720mm。在鸡舍内部安装通风管道，进出口及管道出风口位置如图 1 所示。

4 鸡舍活动区的流场分析

因为鸡在距离地面10～50cm 的区域内活

动（以下统称活动区） ，该区域的气流速度关系到鸡的舒适性，应当重点分析。取距离地面 30cm 的高度为监测面，得到监测面内的气流分布如图2所示。

通风管道端部完全敞开，且有Z 方向的通风口，因此管道端部会产生一股 X 方向的气流，而管道通风口会产生一股Z 方向的气流。这两股气流与壁面碰撞后会在鸡舍中间相遇。因为所有的气流都要从唯一的出风口流出，这样就形成了 A 与 B，C 与 D 交界处的流态，但是在BC 之间的区域没有通风口，所以在 BC 之间的区域不能直接流向出口，只能流向 A与B，C与D 的交接处，这样在 B，C 两个区域就形成空气旋。

近壁面处由于碰撞会产生一个远离壁面的速度，又主流速度是 A与B，C与D交界处的速度，故而在壁面处的速度只能贴壁面流向A与B，C与D交界处，这样就形成了 A，D 两个空气旋。这样的结果会造成整个鸡舍整体有较好的空气流通，但是局部区域的空气流通欠佳。endprint