Разработка параметрической модели определения газового состава воздушной среды (аммиак, сероводород, углекислый газ) животноводческого помещения

Параметры микроклимата влияют на продуктивность животных и их физиологическое состояние. Превышение допустимых концентраций газов приводит к заболеваниям животных, падению продуктивности и падежу молодняка КРС, поэтому целесообразно прогнозировать концентрацию газового состава в животноводческом помещении. С целью определения и распределения вредных газов (аммиак, сероводород, углекислый газ) в животноводческом помещении осуществлено 3D-моделирование фрагмента фермы в программном комплексе SolidWorks 2020. Созданы параметрические модели движения газов в различных условиях и определены оптимальные точки замеров концентрации газов в животноводческом помещении. Произведенное моделирование позволило определить направление воздушных потоков, обнаружить скопления и облака газов. Максимальная концентрация углекислого газа выявлена на уровне 0,9 м (скорость воздуха – 0 м/с) и на уровне 1,3 м (скорость – 0,75 м/с). Наибольшая концентрация сероводорода отмечена в области, граничащей с коньковым пространством (скорость воздуха – 0 м/с), и на уровне 2,25 м (скорость – 2 м/с). Наибольшая концентрация аммиака наблюдается под крышей и в области под коньком (скорость воздуха – 2 м/с). Рекомендовано устанавливать датчики сероводорода и аммиака под коньком, датчики углекислого газа, сероводорода и аммиака – в стойле, датчики углекислого газа и сероводорода – у кормового стола. Измерение концентрации необходимо производить на высоте 500, 1500 и 3000 мм. При увеличении концентрации выделяемого газа и прочих равных условиях увеличивается концентрация газа в облаке, но структура облака изменяется незначительно. Датчики опроса параметров необходимо устанавливать в закрытых продуваемых боксах, как в погодных метеостанциях.

1. Довлатов И.М., Юферев Л.Ю. Увеличение живой массы разводимой птицы при очистке воздуха комбинированным рециркулятором // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2020. Т. 67, № 3 (40). С. 124-131. EDN: WRWXXK

2. Kostarev S., Kochetova O., Ivanova A., Sereda T. Project development of a «smart» premise system for pig keeping. E3S Web of Conferences. 2021;254:08029. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202125408029

3. Довлатов И.М., Рудзик Э.С. Улучшение микроклимата в сельскохозяйственном помещении за счет обеззараживания воздуха ультрафиолетовым излучением // Инновации в сельском хозяйстве. 2018. № 3 (28). С. 47-52. EDN: YLSZET

4. Leliveld L.M.C., Riva E., Mattachini G., Lovarelli D., Provolo G. Dairy Cow Behavior Is Affected by Period, Time of Day and Housing. Animals. 2022;12(4):512. https://doi.org/10.3390/ani12040512

5. Довлатов И.М., Юрочка С.С. Разработка энергоэффективной системы микроклимата для беспривязного содержания дойного стада // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2021. Т. 15, № 3. С. 73-80. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2021-15-3-73-80

6. Иванов Ю.Г., Кирсанов В.В., Юрочка С.С. Исследования параметров микроклимата в зоостанции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева // Доклады ТСХА. Вып. 291. Ч. V. М.: Издательство РГАУ-МСХА, 2019. С. 115-118. EDN: IFYIGH

7. Assatbayeva G., Issabekova S., Uskenov R., Karymsakov T., Abdrakhmanov T. Influence of microclimate on ketosis, mastitis and diseases of cow reproductive organs. Journal of Animal Behaviour and Biometeorology. 2022;10(3):2230. http://dx.doi.org/10.31893/jabb.22030

8. Lovarelli D., Riva E., Mattachini G., Guarino M., Provolo G. Assessing the effect of barns structures and environmental conditions in dairy cattle farms monitored in Northern Italy. Journal of Agricultural Engineering. 2021;52(4):12-29.

9. Мартынова Е.Н., Ястребова Е.А. Особенности микроклимата коровников с естественной системой вентиляции // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2015. № 6. С. 52-56. EDN: TZUJER

10. Kochetova O.V., Kostarev S.N., Tatarnikova N.A., Sereda T.G. Development of microclimate control system in cattle barns for cattle housing in the Perm region. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021;839:032030. https://doi.org/10.1088/1755-1315/839/3/032030

11. Мартынова Е.Н., Ястребова Е.А. Физиологическое состояние коров в зависимости от микроклимата помещений // Достижения науки и техники АПК. 2013. № 8. С. 53-56. EDN: RAVXZX

12. Наливайко А.П. Система регулирования микроклимата на фермах и комплексах КРС // Научно-образовательный потенциал молодежи в решении актуальных проблем XXI века. 2017. № 6. С. 177-180. EDN: YLJLKT

13. Dovlatov I., Yuferev L., Pavkin D. Efficiency Optimization of Indoor Air Disinfection by Radiation Exposure for Poultry Breeding. Advances in Intelligent Systems and Computing. 2020;1072:177-189. https://doi.org/10.1007/978-3-030-33585-4_18