Gravitacinės ir vėjo traukos įtaka vėdinant tvartą

Abstract

Projektuojant tvarto natūralaus vėdinimo sistemą, reikia įvertinti gravitacinės ir vėjo jėgos skirtingais metų laikais bei skirtingomis gyvulių laikymo sąlygomis sukeltą trauką. Taikant analizinius ir eksperimentinius tyrimus, sudaryta metodika gravitacinės ir vėjo traukos sukeltam vėdinimo intensyvumui nustatyti, gauti duomenys apie gravitacinės ir vėjo traukos reikšmes ir jų santykį. Metodikos naujumas apibūdinamas tuo, kad sudaryta paprasta lygtis oro greičiui įėjimo ir šalinimo angose skaičiuoti, gauta gravitacinės ir vėjo traukos santykio matematinė išraiška, pagrįstas koks turi būti angų šviežiam orui į patalpą įeiti plotas lyginant su angų užterštam orui šalinti plotu, kad visas užterštas oras žiemą būtų Šalinamas per kraigo plyšį. Apskaičiuota, kad tipiškoje neapšiltintoje karvidėje vidutinis oro judėjimo greitis kraigo plyšyje - 1,3 m/s (kai vėjo nėra šis greitis sumažėja iki 0,3 m/s) gravitacinės ir vėjo traukos santykis - 0,27, o kad žiemą visas Šalinamas oras išeitų per kraigo plyšį, angų orui įeiti sienose plotas turi neviršyti 40 % kraigo plyšio ploto. Sudarytos metodikos tikslumas patikrintas tvarto natūralios eksploatacijos sąlygomis, kai atstumas tarp oro įėjimo angų ir šachtos viršaus 6,5 m. Tiriant matuota patalpos ir lauko oro temperatūra, oro greitis šachtoje ir vėjo greitis. Tyrimų metu temperatūrų tarp patalpos ir lauko oro skirtumas kito nuo -2 iki +16 °C, o oro judėjimo greitis šachtoje - nuo 1,2 iki 1,9 m/s. Analizės rezultatai pakankamai tiksliai atspindi eksperimentinių duomenų vidurkį tvarto natūralios eksploatacijos sąlygomis. Skirtumas tarp eksperimentinių ir apskaičiuotų oro judėjimo Šalinimo angoje greičių reikšmių buvo nežymus ir svyravo nuo 0 iki 8 %

In designing a natural ventilation system for barns it is necessary to assess the ventilation induced by thermal buoyancy and wind forces during different seasons and under different animal housing conditions. By applying analytical and experimental research a methodology was prepared to establish the ventilation intensity caused by thermal buoyancy and wind and the data on thermal buoyancy and wind values and their relationship achieved. The innovation of the methodology can be described by the fact, that a simple equation was formed to calculate the air speed in inlet and outlet openings, a mathematical expression of thermal buoyancy and wind ratio achieved and the required inlet opening area to let fresh air in compared with the outlet opening area to let polluted air out was substantiated to ensure all polluted air be removed through a rooftop aperture in winter. It was calculated that the average air speed in the rooftop aperture of a typical cold-type cowshed is 1.3 m/s (when there is no wind, this speed decreases down to 0.3 m/s), thermal buoyancy and wind ratio is 0.27 and in order to have all polluted air removed through the rooftop aperture in winter the inlet opening area in the walls must not exceed 40 % of the rooftop aperture area. The accuracy of the prepared methodology was tested under natural conditions of barn operation, when the distance between air inlet openings and outlet was 6.5 m. During the investigations indoor and outdoor temperatures, air speed in the outlet and wine speed were measured. During the experiments the difference of the indoor anc outdoor temperatures varied from ~2 to +16 °C and air speed in the outlet - frorr 1.2 to 1.9 m/s. The analytical results reflect the mean values of experimental dat< under natural conditions of operation rather accurately. The difference between th( experimental and calculated air speed values in the outlet opening was insignifican and was within 0-8 % range