基于CFD对育肥猪舍热环境的研究

发布时间：2023-04-03 00:34

　　猪舍内热环境质量,如气流状况、温度、相对湿度以及有害气体浓度是影响猪只健康、生长效率以及猪肉品质的重要因素。猪舍通风系统是影响猪舍内空气状况的主要因素,也是调控猪舍热环境的重要手段。因此良好的通风系统对猪舍内热环境质量的影响尤为重要,所以在猪场设计过程中,对猪舍热环境进行模拟后,可根据模拟结果分析猪舍内热环境状况,发现设计中的不足之处。及时对猪舍通风系统的进行改进,为猪只生长提供更加适宜的环境,进而达到提高猪舍设计质量和猪只养殖效率的目的。基于上述背景,本文运用了ANSYS有限元分析软件中计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)模块,对国内外猪舍中应用效果较好的法国EXATOP通风系统开展了以下主要研究:首先,运用SolidWorks软件对育肥猪舍进行了模拟所需的实体建模,再将所建模型导入ANSYS软件中,运用CFD对育肥猪舍内的空气迹线、速度场和温度场等主要热环境因素进行模拟分析;其次,利用相同的模拟方法对EXATOP与纵向通风系统进行了空气迹线、速度场和温度场的对比分析,发现EXATOP通风系统具有死角空间小、温度分布均匀和及时排出舍内...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 猪舍内环境质量对猪只生长的影响
        1.2.1 猪舍温度
        1.2.2 猪舍通风
        1.2.3 猪舍湿度
        1.2.4 猪舍有害气体浓度
        1.2.5 其它环境因素
    1.3 国内外研究现状
    1.4 研究内容与目标
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究目标
    1.5 研究方法与技术路线
        1.5.1 研究方法
        1.5.2 技术路线
    1.6 课题来源与论文结构
        1.6.1 课题来源
        1.6.2 论文结构
2 计算流体动力学理论基础
    2.1 计算流体动力学概述
        2.1.1 计算流体动力学的简介
        2.1.2 计算流体动力学的应用
    2.2 计算流体动力学的基本控制方程
        2.2.1 质量守恒方程
        2.2.2 动量守恒方程
        2.2.3 能量守恒方程
        2.2.4 状态方程
    2.3 湍流模型的概述与选择
        2.3.1 湍流的数值模拟方法
        2.3.2 湍流模型的选择
    2.4 CFD的求解过程
    2.5 本章小结
3 育肥猪舍内热环境的模拟研究
    3.1 育肥猪舍物理模型的介绍与建立
    3.2 物理模型的网格划分
    3.3 边界条件设置
    3.4 计算求解
    3.5 模拟结果的显示和数据分析
        3.5.1 三维猪舍内空气迹线图
        3.5.2 不同XY竖直平面上二维猪舍内空气迹线图
        3.5.3 不同XZ水平面上的气流速度云图
        3.5.4 不同XZ水平面上的温度云图
    3.6 EXATOP与纵向通风系统的对比分析
        3.6.1 猪舍通风系统的介绍
        3.6.2 三维猪舍内空气迹线的对比分析
        3.6.3 猪舍内XZ水平面上气流速度云图的对比分析
        3.6.4 猪舍内XZ水平面上温度云图的对比分析
    3.7 本章小结
4 育肥猪舍热环境模拟结果的验证
    4.1 实验条件
        4.1.1 实验地点
        4.1.2 实验测试仪器
        4.1.3 现场测试
    4.2 实验与模拟结果对比分析
        4.2.1 实验结果
        4.2.2 模拟结果
        4.2.3 实验值与模拟值对比分析
    4.3 烟雾实验的对比分析
    4.4 本章小结
5 EXATOP通风系统的优化设计
    5.1 序言
    5.2 优化方案介绍
    5.3 结果分析
        5.3.1 三维猪舍内空气迹线的对比分析
        5.3.2 猪舍内XZ水平面上的气流速度云图的对比分析
        5.3.3 猪舍内XZ水平面上的温度云图的对比分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录 ：攻读硕士期间所取得的研究成果



本文编号：3780284