agroengineeringАгроинженерияAgricultural Engineering (Moscow)2687-11492687-1130РГАУ-МСХА10.26897/2687-1149-2025-3-23-32agroengineering-1045Research ArticleТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПКFARM MACHINERY AND TECHNOLOGIESОпределение дальности распространения воздушной струи в струйной системе вентиляции животноводческих объектовDetermination of an air jet propagation range in the jet ventilation system of livestock facilitieshttps://orcid.org/0000-0003-4867-1973ИгнаткинИ. Ю.IgnatkinI. Yu.

Игнаткин Иван Юрьевич, д-р техн. наук, профессор

AuthorID: 769663

Scopus Author ID: 57222543815

ResearcherID: AAC-1577-2022

127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Ivan Yu. Ignatkin, DSc (Eng), Professor

Scopus Author ID: 57222543815

ResearcherID: AAC-1577-2022

AuthorID: 769663

127434, Moscow, Timiryazevskaya Str., 49

ignatkin@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6573-0950ЕрохинМ. Н.ErokhinM. N.

Ерохин Михаил Никитьевич, академик РАН, д-р техн. наук, профессор

AuthorID: 626708

Scopus Author ID: 572092705884

127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Mikhail N. Erokhin, Full Member of the Russian Academy of Sciences, DSc (Eng), Professor

Scopus Author ID: 572092705884

AuthorID: 626708

127434, Moscow, Timiryazevskaya Str., 49

n.erohin@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2549-4070КирсановВ. В.KirsanovV. V.

Кирсанов Владимир Вячеславович, член-корреспондент РАН; д-р техн. наук, профессор

AuthorID: 342616

109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, 5

Vladimir V. Kirsanov, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, DSc(Eng), Professor

109428, Moscow, 1st Institutsky Proezd Str., 5

kirvv2014@mail.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian FederationФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian Federation2025110620252732332Copyright © Игнаткин И.Ю., Ерохин М.Н., Кирсанов В.В., 20252025Игнаткин И.Ю., Ерохин М.Н., Кирсанов В.В.Ignatkin I.Y., Erokhin M.N., Kirsanov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/1045

Микроклимат оказывает существенное влияние на здоровье и производительность труда персонала и на продуктивность животных. Поддержание оптимального микроклимата обеспечивается кратностью вентиляции, способом подачи и распределения приточного воздуха. В промышленных предприятиях с объемными помещениями и большим воздухообменом наиболее распространена струйная вентиляция. Для данной системы характерна проблема равномерного распределения приточного воздуха. Исследования проведены с целью оптимизации системы микроклимата за счет регулирования угла наклона потока приточного воздуха. Для обеспечения требуемых параметров микроклимата во всей зоне обслуживания предложено изменить характеристики приточных струй, используя аэродинамический насадок на выпускном отверстии приточной системы. Выяснили, что угол наклона струи приточного воздуха определяется ее температурой. Провели математическое моделирование траекторий истечения различных по характеру и температуре струй приточного воздуха. Получили зависимость текущего значения угла наклона от температуры приточного воздуха для направляющего насадка с системой динамического регулирования и критерий определения оптимального значения угла наклона для статичных аэродинамических насадков. Для отопительного периода рассчитали оптимальные углы наклона направляющих аэродинамических насадков для трех различных регионов страны. Оценку адекватности работы аэродинамических насадков провели на лабораторной установке. Результаты экспериментальных исследований подтвердили возможность и эффективность регулирования вектора потока приточного воздуха. В дальнейшем результаты исследований будут использоваться при внедрении систем обеспечения микроклимата в свиноводстве.

Indoor climate has a significant impact on health and productivity of personnel and animal performance. An optimal indoor climate depends on the ventilation rate, and the method of air supply and distribution. In industrial enterprises with spacious rooms and large air exchange, jet ventilation is the most common method, which still features uniform distribution of the supply air. The study aimed to optimize the indoor climate system by adjusting the inclination angle of the supply airflow. To ensure the required indoor climate parameters in the entire service area, the authors proposed to change the characteristics of the supply jets, using an aerodynamic nozzle on the outlet of the supply system. It was found out that the inclination angle of the supply air jet is determined by its temperature. The authors carried out mathematical modeling of the flow trajectories of supply air jets that were different in configuration and temperature. They obtained the relationship between the current value of the inclination angle and the supply air temperature for a guide nozzle with the dynamic control system. The criterion for determining the optimal value of the inclination angle for static aerodynamic nozzles was also determined. For the heating period, they calculated the optimal inclination angles of the aerodynamic nozzle guides for three different regions of the country. The performance adequacy of the aerodynamic nozzles was evaluated on a laboratory installation. The results of experimental studies confirmed the possibility and efficiency of regulating the supply airflow vector. The research results will be applicable to further implementation of indoor climate control systems in pig breeding facilities.

вентиляцияаэродинамический насадокмикроклиматструйная вентиляцияхарактеристики приточных струйтемператураугол наклона струиventilationaerodynamic nozzleindoor climatejet ventilationcharacteristics of supply jetstemperatureinclination angle of the jetReferencesIgnatkin I.Yu., Kazantsev S.Р., Shevkun N.A. et al. Developing and testing the air cooling system of a combined climate control unit used in pig farming. Agriculture. 2023;13(2):334. https://doi.org/10.3390/agriculture13020334Ignatkin I.Yu., Kazantsev S.Р., Shevkun N.A. et al. Developing and testing the air cooling system of a combined climate control unit used in pig farming. Agriculture. 2023;13(2):334. https://doi.org/10.3390/agriculture13020334Ильин И.В., Игнаткин И.Ю., Курячий М.Г. Влияние параметров микроклимата на продуктивность свиней // Эффективное животноводство. 2011. № 5 (67). С. 30-31. EDN: OKRQPRIgnatkin I.Yu., Kuryachiy M.G. Ventilation systems and effect climate parameters on the productivity of pigs. Bulletin NGIEI. 2012;10(17):16-34. (In Russ.)Тихомиров Д.А., Трунов С.С., Хименко А.В. Энергосберегающая система отопления с применением электрических тепловых аккумуляторов и потолочных вентиляторов // Техника и оборудование для села. 2022. № 2 (296). С. 34-38. EDN: LWUAFUTikhomirov D.A., Trunov S.S., Khimenko A.V. Energy-saving heating system using electric heat accumulators and ceiling fans. Machinery and Equipment for Rural Area. 2022;2:34-38. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2022-2-34-38 (In Russ.)Самарин В.А., Самарин Г.Н. Теоретические основы энергосберегающей технологии формирования микроклимата в животноводческих помещениях // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2010. № 5. С. 36-38. EDN: MWLXFBSamarin V.A. Theoretical foundations of energy-saving technology of indoor climate formation in livestock buildings. Agricultural Machinery and Technologies. 2010;5:36-38. (In Russ.)Tikhomirov D.A., Khimenko A.V., Kuzmichev A.V. et al. Local heating through the application of a thermoelectric heat pump for prenursery pigs. Agriculture. 2023;13(5):948. https://doi.org/10.3390/agriculture13050948Tikhomirov D.A., Khimenko A.V., Kuzmichev A.V. et al. Local heating through the application of a thermoelectric heat pump for prenursery pigs. Agriculture. 2023;13(5):948. https://doi.org/10.3390/agriculture13050948Самарин Г.Н. Влияние параметров микроклимата на продуктивность кур-несушек // Птица и птицепродукты. 2007. № 2. С. 37-38. EDN: NAZAYHSamarin G.N. Effect of indoor climate parameters on the productivity of laying hens. Poultry & Chicken products. 2007;2:37-38. (In Russ.)Petrakis T., Kavga A., Thomopoulos V., Argiriou A.A. Neural network model for greenhouse microclimate predictions. Emerging Agricultural Engineering Sciences, Technologies and Applications. Agriculture 2022;12(6):780. https://doi.org/10.3390/agriculture12060780Petrakis T., Kavga A., Thomopoulos V., Argiriou A.A. Neural network model for greenhouse microclimate predictions. Emerging Agricultural Engineering Sciences, Technologies, and Applications. Agriculture. 2022;12(6):780. https://doi.org/10.3390/agriculture12060780Cai J., Ding F., Hong Y., Hu R. An impact analysis of farmer field schools on hog productivity: Evidence from China. Agricultural Policy, Food Security, and Rural Development: Innovations and Perspectives. Agriculture. 2021;11(10):972. https://doi.org/10.3390/agriculture11100972Cai J., Ding F., Hong Y., Hu R. An impact analysis of farmer field schools on hog productivity: Evidence from China. Agricultural Policy, Food Security, and Rural Development: Innovations and Perspectives. Agriculture. 2021;11(10):972. https://doi.org/10.3390/agriculture11100972Шацкий В.П., Гулевский В.А., Спирина Н.Г. Применение теплообменников (рекуператоров) для нормализации микроклимата животноводческих помещений // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2013. № 9 (657). С. 64-68. EDN: QCHMIHShatsky V.P., Gulevsky V.A., Spirina N.G. Application of heat exchangers (recuperators) for the normalization of cattle shed microclimate News of Higher Educational Institutions. Construction. 2013;9:64-68. (In Russ.)Кирсанов В.В., Игнаткин И.Ю. Струйная модель притока вентиляционного воздуха из теплоутилизационной установки // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2018. № 2 (84). С. 28-32. EDN: YWRDIOKirsanov V.V., Ignatkin I.Yu. Jet model of ventilation air inflow from heat-recovery unit. Vestnik of Moscow Goryachkin Agroengineering University. 2018;2:28-32. (In Russ.)Кирсанов В.В., Игнаткин И.Ю. Оценка характера распределения приточного воздуха в условиях струйных течений // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2018. № 3 (85). С. 35-41. EDN: USPOHJKirsanov V.V., Ignatkin I.Yu. Estimating the distribution pattern of the supply air in jet flow conditions. Vestnik of Moscow Goryachkin Agroengineering University. 2018;3:35-41. (In Russ.)Кузьмичев А.В., Тихомиров Д.А., Трунов С.С. Тепловые завесы в системах микроклимата животноводческих ферм // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2019. № 1 (34). С. 14-20. EDN: MMDITRKuz’michev A.V., Tikhomirov D.A., Trunov S.S. Heat air curtains in microclimate systems for livestock farms. Electrical Engineering and Electrical Equipment in Agriculture. 2019;1:14-20. (In Russ.)Тихомиров Д.А. Вентиляционно-отопительная установка модульного типа // Сельский механизатор. 2012. № 9. С. 32-33. EDN: PDEEGHTihomirov D.A. The ventilation and heating system is modular. Selskiy Mekhanizator. 2012;9:32-33. (In Russ.)Кузьмичев А.В., Тихомиров А.В., Хименко Д.А. Выбор потолочных вентиляторов в системе микроклимата животноводческих помещений // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2025. Т. 19, № 1. С. 69-76. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2025-19-1-69-76Kuzmichev A.V., Tikhomirov D.A., Khimenko A.V. Selection of ceiling fans for the microclimate system of livestock facilities. Agricultural Machinery and Technologies. 2025;19(1):69-76. (In Russ.) https://doi.org/10.22314/2073-7599-2025-19-1-69-76Тихомиров Д.А., Добровольский Ю.Н., Баклачян Р.А. Функциональная схема интеллектуальной системы управления микроклиматом в животноводческом помещении // Актуальные проблемы ветеринарной медицины, зоотехнии, биотехнологии и экспертизы сырья и продуктов животного происхождения: Сборник трудов 3-й научно-практической конференции, Москва, 28 июня 2024 г. М.: Издательство «Сельскохозяйственные технологии», 2024. С. 392-393. EDN: RGYWJRTikhomirov D.A., Dobrovolskiy Yu.N., Baklachyan R.A. Functional scheme of the intelligent system of microclimate control in the livestock room. Topical problems of veterinary medicine, zootechny, biotechnology and evaluation of raw materials and products of animal origin: Proceedings of the 3rd Scientific and Practical Conference, Moscow, June 28, 2024. M.: LLC “Publishing House ‘Selskokhozyaystvvennye Tekhnologii’”, 2024. P. 392-393.Тихомиров Д.А., Добровольский Ю.Н., Баклачян Р.А. Применение потолочных вентиляторов в системе обеспечения микроклимата в животноводческих помещениях // Актуальные проблемы ветеринарной медицины, зоотехнии, биотехнологии и экспертизы сырья и продуктов животного происхождения: Сборник трудов 2-й научно-практической конференции, Москва, 23 июня 2023 г. М.: Издательство «Сельскохозяйственные технологии», 2023. С. 360-361. EDN: HYLINXTikhomirov D.A., Dobrovolskiy Yu.N., Baklachyan R.A. Application of ceiling fans in the system of providing indoor climate in livestock buildings. Topical problems of veterinary medicine, zootechny, biotechnology and evaluation of raw materials and products of animal origin: Proceedings of the 2nd Scientific and Practical Conference, Moscow, June 23, 2023. M.: Selskokhozyaystvvennye Tekhnologii, 2023. P. 360-361

The authors declare that there are no conflicts of interest present.