Тепловое состояние технологической зоны животноводческих помещений при использовании инфракрасных нагревателей
Представлены результаты натурных экспериментов по определению температурного режима животноводческих помещений при использовании систем отопления на основе инфракрасного нагрева. Выполнен анализ влияния скорости воздуха, подаваемого в зону нагрева, на характеристики ее теплового состояния. Получены...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2011
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60313 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Тепловое состояние технологической зоны животноводческих помещений при использовании инфракрасных нагревателей / В.М. Желих, Н.М. Фиалко, В.Г. Прокопов // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 2. — С. 19-23. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859670216928133120 |
|---|---|
| author | Желих, В.М. Фиалко, Н.М. Прокопов, В.Г. |
| author_facet | Желих, В.М. Фиалко, Н.М. Прокопов, В.Г. |
| citation_txt | Тепловое состояние технологической зоны животноводческих помещений при использовании инфракрасных нагревателей / В.М. Желих, Н.М. Фиалко, В.Г. Прокопов // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 2. — С. 19-23. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Представлены результаты натурных экспериментов по определению температурного режима животноводческих помещений при использовании систем отопления на основе инфракрасного нагрева. Выполнен анализ влияния скорости воздуха, подаваемого в зону нагрева, на характеристики ее теплового состояния. Получены обобщающие зависимости для определения средней температуры пола в технологической зоне.
Наведено результати натурних експериментів щодо визначення температурного режиму тваринницьких приміщень при застосуванні систем опалення на основі інфрачервоного нагріву. Виконано аналіз впливу швидкості повітря, що подається в зону нагріву, на характеристики її теплового стану. Одержано узагальнюючі залежності для визначення середньої температури підлоги в технологічній зоні.
The results of natural experiments for finding of temperature regimes of livestock house at using of heating systems on the base of infrared heating are presented. An analysis of influence on heat condition characteristics of heating zone in which the air velocity comes is performed. Integrating dependences for determination of average floor temperature in the technical zone are obtained.
|
| first_indexed | 2025-11-30T13:24:05Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №2 19
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
8. Shan X, Chen H. (1994) Simulation of
nonideal gases and liquid-gas phase transitions by
the la tice Boltzmann equation. Phys Rev E 49. –
Р. 2941–2948.
9. He, X. & Luo, L. (1997). Theory of the
lattice Boltzmann method: from the Boltzmann
equation to the lattice Boltzmann equation. Phys.
Rev. E 56, 6811 р.
10. Q. Zou and X. He. On pressure and velocity
boundary conditions for the lattice Boltzmann
BGK model. Phys Fluids 96 (1997), – Р. 6202 –
6205.
11. Beskok A, Karniadakis G.E. (1992) Simula-
tion of slip-flows in complex microgeometries
ASME DSC. –vol 40, – Р. 355–70.
Получено 04.01.2011 г.
УДК 697.92
Желих В.М.1, Фиалко Н.М.2, Прокопов В.Г.2
1Национальный университет «Львівська політехніка»
2Институт технической теплофизики НАН Украины
ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЗОНЫ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ
ПОМЕЩЕНИЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИНФРАКРАСНЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ
Наведено результати натур-
них експериментів щодо визна-
чення температурного режиму
тваринницьких приміщень при
застосуванні систем опален-
ня на основі інфрачервоного
нагріву. Виконано аналіз впливу
швидкості повітря, що подається
в зону нагріву, на характеристи-
ки її теплового стану. Одержано
узагальнюючі залежності для виз-
начення середньої температури
підлоги в технологічній зоні.
Представлены результаты на-
турных экспериментов по опреде-
лению температурного режима
животноводческих помещений при
использовании систем отопления
на основе инфракрасного нагрева.
Выполнен анализ влияния скорости
воздуха, подаваемого в зону нагре-
ва, на характеристики ее теплового
состояния. Получены обобщающие
зависимости для определения сред-
ней температуры пола в технологи-
ческой зоне.
The results of natural experiments
for finding of temperature regimes
of livestock house at using of heating
systems on the base of infrared heating
are presented. An analysis of influence
on heat condition characteristics of
heating zone in which the air velocity
comes is performed. Integrating
dependences for determination of
average floor temperature in the
technical zone are obtained.
h – высота зоны пребывания птицы;
Q – мощность инфракрасного нагревателя;
q – плотность теплового потока;
tв, tв max – текущая и максимальная температура
воздуха;
tпов – средняя температура пола;
V – средняя скорость движения воздуха в зоне
нагрева;
x, y, z – пространственные координаты.
Введение
Использование современных систем ото-
пления является одним из основных элементов
поддержания зооветеринарных норм в живот-
новодческих сельскохозяйственных помеще-
ниях и обеспечения необходимых параметров
соответствующих технологических процессов.
При этом представляется весьма перспектив-
ным применение в качестве отопительных при-
боров инфракрасных нагревателей, поскольку
последние позволяют обеспечить требуемые
температурные режимы в технологических
зонах данных помещений путем поддержа-
ния определенных температурных параметров
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №220
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
только непосредственно в местах пребывания
животных [1-5].
Потребности практики проектирования
систем отопления с использованием инфра-
красных излучателей обуславливают необхо-
димость углубленного анализа теплового состо-
яния технологических зон животноводческих
помещений, оснащенных такими системами.
Причем наряду с изучением закономерностей
изменения осредненных характеристик тепло-
вых процессов требуется также и определение
соответствующих локальных полевых харак-
теристик, определяемых на основе достаточно
точных детальных экспериментов.
Настоящая работа посвящена эксперимен-
тальным исследованиям температурных полей
в зонах нагрева животноводческих помещений
при использовании систем инфракрасного ото-
пления. Ниже в качестве примера приводятся
данные, относящиеся к животноводческим по-
мещениям для выращивания и содержания пти-
цы.
Цель исследований
Работа направлена на экспериментальное
изучение теплового состояния зоны нагрева
животноводческих помещений для выращи-
вания и содержания птицы при варьировании
мощности нагревателя и средней скорости дви-
жения воздуха в условиях использования си-
стемы отопления с ИК-излучателями.
Методика экспериментальных исследований
Основным элементом экспериментальной
установки (рис. 1) является инфракрасный из-
лучатель (1), установленный в верхней части
зоны нагрева. Движение воздуха в исследуе-
мом объеме обеспечивалось с помощью воз-
духораспределителя (2), исполненного в виде
цилиндра в металлическом каркасе с камерой
статического давления. Подача воздуха в иссле-
дуемую зону осуществлялась радиальным вен-
тилятором (4) с регулированием расхода при
помощи дросселя (5). Измерения температуры
и скорости воздуха в зоне нагрева выполнялись
Рис. 1. Схема экспериментальной установки:
1 – инфракрасный нагреватель; 2 – воздухораспределитель; 3 – технологическая зона;
4 – радиальный вентилятор; 5 - дроссель; 6 – термоанемометр;
7 – координатная сетка; 8 – пирометр.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №2 21
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
термоанемометром АТТ 004. При проведении
этих измерений использовался координатник
(7). Температуры поверхности зоны облучения
фиксировались с помощью пирометра (8).
Результаты исследований
На рис. 2 представлены поля температур
воздуха в вертикальном центральном сечении
АА'BB' зоны нагрева (рис. 1). Данные, приве-
денные на рис. 2 а, отвечают условиям отсут-
ствия подачи воздуха из воздухораспределите-
ля в данную зону. В этом случае имеет место
теплоперенос за счет излучения, свободной
Рис. 2. Поля температур в поперечном сечении АА'ВВ' зоны нагрева
при Q = 1200 Вт для разных значений средней скорости движения воздуха:
V = 0 м/с (а); V = 0,2 м/с (б); V = 0,35 м/с (в).
а)
б) в)
конвекции и теплопроводности. Рис. 2 б,в соот-
ветствует ситуации, когда реализуется подача
воздуха из воздухораспределителя, и, следова-
тельно, к указанным видам теплообмена добав-
ляется еще и вынужденная конвекция.
Отметим некоторые общие особенности
приведенных температурных полей. Обращает
на себя внимание тот факт, что в зоне, прилежа-
щей к области расположения ИК-нагревателей,
изотермы представляют собой концентриче-
ские полуокружности. Причем в этой зоне на-
блюдается наибольшая для рассматриваемой
области густота изотерм, что соответствует, как
очевидно, наибольшим значениям плотности
теплового потока q.
Что же касается максимального перепада
температур по высоте рассматриваемой об-
ласти, то его значения для разной скорости V
вынужденного движения воздуха оказываются
весьма близкими по величине. Особо следует
подчеркнуть, что во всех представленных си-
туациях, т.е. как при отсутствии, так и при на-
личии вынужденного движения воздуха, в зоне
пребывания птицы (0 ≤ h ≤ 0,4 м) обеспечива-
ется требуемый диапазон температуры воздуха.
Как видно из представленных данных, с
увеличением скорости подаваемого в зону на-
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №222
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
грева воздуха его температура в целом возрас-
тает во всей рассматриваемой области. Так,
максимальные значения температур tв max рав-
ны 32,5 °С, 35 °С и 36 °С соответственно при
V = 0 м/с, 0,2 м/с и 0,35 м/с. Однако, как уже
отмечалось, степень неравномерности Δtв
распределения температуры по высоте данной
области не столь существенно зависит от вели-
чины скорости V. (Здесь
1,7 0в в вz м z
t t t
= =
∆ = − ).
Для приведенных значений скорости величина
Δtв лежит в пределах 12-13 °С.
Отмеченное повышение температуры воз-
духа, по-видимому, обусловлено возрастанием
Рис. 3. Поля температур пола при Q = 800 Вт для разных значений
средней скорости движения воздуха: V = 0 м/с (а); V = 0,2 м/с (б); V = 0,35 м/с (в).
а)
б) в)
конвективной составляющей теплообмена с
ростом скорости V.
Следует также отметить, что увеличение
скорости движения воздуха приводит к опреде-
ленному изменению характера температурного
поля. В наибольшей мере это касается подоб-
ласти, прилежащей к полу. Здесь при наличии
движения воздуха неравномерность темпера-
туры в направлении его вынужденного тече-
ния оказывается в целом заметно выше, чем
в случае, когда V = 0 (сопоставьте данные на
рис. 2 а, б, в). Причем температура воздуха в
указанном направлении при V > 0 падает. Дан-
ное обстоятельство объясняется возрастанием
в этих условиях интенсивности теплоотдачи от
воздуха к полу.
Что же касается среднеинтегральных зна-
чений температуры воздуха в зоне нагрева для
трех рассмотренных ситуаций, то они возрас-
тают с увеличением скорости V и составляют
22,0 °С, 24,7 °С и 26 °С соответственно величи-
нам V = 0; 0,2 и 0,35 м/с.
Тепловое состояние собственно пола харак-
теризует рис. 3. Здесь представлены темпера-
турные поля, отвечающие разным значениям
скорости воздуха при Q = 800 Вт. Зоны макси-
мальных значений температуры соответствуют
местоположению радиационного пятна нагре-
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №2 23
ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
ва. Причем, как видно из приведенных данных,
с ростом скорости V как максимальная темпе-
ратура, так и в целом температурный уровень
пола увеличивается. Последнее обстоятельство
обусловлено возрастанием интенсивности кон-
вективной составляющей теплопереноса от
воздуха к полу. Для приведенных ситуаций зна-
чение средних температур пола повt равны
15,0 °С; 16,8 °С и 17,4 °С при V = 0 м/c; 0,2 м/с
и 0,35 м/с соответственно.
На основании обработки данных проведен-
ного комплекса натурных экспериментов полу-
чена зависимость для нахождения средней тем-
пературы пола в технологической зоне
пов 30,65 75,76 (6,89 10,42 ) lnt V V Q= − + + − . (1)
Важно отметить, что неравномерность тем-
пературного поля пола является весьма незна-
чительной для всех рассмотренных ситуаций.
Расхождения максимальных и минимальных
температур пола не превышают 1,5 °С, что в
полной мере отвечает зоотехническим услови-
ям содержания птицы.
Выводы
Представлены результаты эксперименталь-
ных исследований температурных полей в зо-
нах нагрева помещений для выращивания и со-
держания птицы.
Изучены закономерности влияния на тепло-
вое состояние зоны нагрева скорости движения
воздуха, подаваемого в данную зону. При этом,
в частности, показано, что уровни температур
воздуха в технологической зоне и температур
пола возрастают с ростом скорости V.
Получена обобщающая эмпирическая зави-
симость для нахождения средней температуры
пола в зоне нагрева.
ЛИТЕРАТУРА
1. Желих В.М., Фіалко Н.М. Експеримен-
тальні дослідження температурних режимів
сільськогосподарських приміщень при ство-
ренні локального мікроклімату із застосуван-
ням інфрачервоного нагріву // Пром. теплотех-
ника. – 2011. – Т.33, №1. – С. 70 – 74.
2. Патент Укр. на корисну модель №47887
кл. F24D 10/00. Пристрій мікрокліматичний
для пташників. Бюл. №4 від 25.02.2010. Желих
В.М., Фіалко Н.М.
3. Козинский В.А. Электрическое освеще-
ние и облучение – М.: Агропромиздат, 1991.–
272 с.
4. Ивко И.И., Мельник В.А., Кульбаба С.В.
[и др.]. Микроклимат птичников: основные по-
нятия, параметры и их влияние на продуктив-
ность птицы и экологическую безопасность
производства // Птахівництво: міжвідомчий те-
матичний науковий збірник.– ІП УААН, 2005.
– Вип. 56 – С. 51 – 61.
5. Припотень Ю.К. Особенности расчета
локального отопления с помощью источников
инфракрасного излучения // Науковий вісник
будівництва. – Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ. –
2001 – Вип. 12. – С. 61 – 65.
Получено 09.03.2011 г.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60313 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-30T13:24:05Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Желих, В.М. Фиалко, Н.М. Прокопов, В.Г. 2014-04-14T06:33:02Z 2014-04-14T06:33:02Z 2011 Тепловое состояние технологической зоны животноводческих помещений при использовании инфракрасных нагревателей / В.М. Желих, Н.М. Фиалко, В.Г. Прокопов // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 2. — С. 19-23. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60313 697.92 Представлены результаты натурных экспериментов по определению температурного режима животноводческих помещений при использовании систем отопления на основе инфракрасного нагрева. Выполнен анализ влияния скорости воздуха, подаваемого в зону нагрева, на характеристики ее теплового состояния. Получены обобщающие зависимости для определения средней температуры пола в технологической зоне. Наведено результати натурних експериментів щодо визначення температурного режиму тваринницьких приміщень при застосуванні систем опалення на основі інфрачервоного нагріву. Виконано аналіз впливу швидкості повітря, що подається в зону нагріву, на характеристики її теплового стану. Одержано узагальнюючі залежності для визначення середньої температури підлоги в технологічній зоні. The results of natural experiments for finding of temperature regimes of livestock house at using of heating systems on the base of infrared heating are presented. An analysis of influence on heat condition characteristics of heating zone in which the air velocity comes is performed. Integrating dependences for determination of average floor temperature in the technical zone are obtained. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Тепло- и массообменные процессы Тепловое состояние технологической зоны животноводческих помещений при использовании инфракрасных нагревателей Heat condition of the livestock houses technical zone at using of the infrared heaters Article published earlier |
| spellingShingle | Тепловое состояние технологической зоны животноводческих помещений при использовании инфракрасных нагревателей Желих, В.М. Фиалко, Н.М. Прокопов, В.Г. Тепло- и массообменные процессы |
| title | Тепловое состояние технологической зоны животноводческих помещений при использовании инфракрасных нагревателей |
| title_alt | Heat condition of the livestock houses technical zone at using of the infrared heaters |
| title_full | Тепловое состояние технологической зоны животноводческих помещений при использовании инфракрасных нагревателей |
| title_fullStr | Тепловое состояние технологической зоны животноводческих помещений при использовании инфракрасных нагревателей |
| title_full_unstemmed | Тепловое состояние технологической зоны животноводческих помещений при использовании инфракрасных нагревателей |
| title_short | Тепловое состояние технологической зоны животноводческих помещений при использовании инфракрасных нагревателей |
| title_sort | тепловое состояние технологической зоны животноводческих помещений при использовании инфракрасных нагревателей |
| topic | Тепло- и массообменные процессы |
| topic_facet | Тепло- и массообменные процессы |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60313 |
| work_keys_str_mv | AT želihvm teplovoesostoânietehnologičeskoizonyživotnovodčeskihpomeŝeniipriispolʹzovaniiinfrakrasnyhnagrevatelei AT fialkonm teplovoesostoânietehnologičeskoizonyživotnovodčeskihpomeŝeniipriispolʹzovaniiinfrakrasnyhnagrevatelei AT prokopovvg teplovoesostoânietehnologičeskoizonyživotnovodčeskihpomeŝeniipriispolʹzovaniiinfrakrasnyhnagrevatelei AT želihvm heatconditionofthelivestockhousestechnicalzoneatusingoftheinfraredheaters AT fialkonm heatconditionofthelivestockhousestechnicalzoneatusingoftheinfraredheaters AT prokopovvg heatconditionofthelivestockhousestechnicalzoneatusingoftheinfraredheaters |