Математическая модель очистки кожного покрова коров для повышения интенсивности теплового обмена при тепловых стрессах

Автоматические щёточные устройства, улучшающие санитарно-гигиеническое состояние кожного покрова животных и создающие комфортные условия, получают широкое распространение в современных молочных фермах. С целью проверки разработанной математической  модели очистки кожного покрова коров на молочной ферме проведены экспериментальные исследования на 10 животных. На боковой поверхности каждого животного выбирались три зоны площадью 10×10 см²: первый участок не очищался; второй участок очищался «сухим способом» с помощью щётки; третий подвергался «влажной» очистке щёткой с моющим средством (мыльный раствор). Температура участков кожного покрова определялась в течение 15 мин бесконтактным способом с использованием пирометра. Результаты исследований подтвердили влияние очистки кожного покрова на интенсивность теплообмена животных за счёт повышения конвекции и испарения при тепловых стрессах. Установлено, что наиболее эффективна влажная очистка, при которой температура кожного покрова за счёт увеличения теплоотдачи испарением снижается на 4,1°С, тогда как после сухой очистки она составляет 0,7°С. Разработанная математическая модель очистки кожного покрова коров устанавливает соотношение между параметрами воздействия ворса щётки на загрязненную поверхность кожи, щёточного устройства и режимов очистки. Полученные зависимости позволяют определить технические требования и рациональные конструктивно-режимные параметры щёточного устройства для создания автоматической станции очистки кожного покрова коров на фермах.

1. Буряков Н.П., Бурякова М.А., Алешин Д.Е. Тепловой стресс и особенности кормления молочного скота // Российский ветеринарный журнал. Сельскохозяйственные животные. 2016. № 3. С. 5-13. EDN: WITNHF.

2. Armstrong D.V. Heat stress interaction with shade and cooling. Journal of Dairy Science. 1994;77(7):2044-2050. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(94)77149-6

3. Zimbelman R.B., Collier R. Feeding strategies for high-producing dairy cows during periods of elevated heat and humidity. Proc. 20th Annual Tri-State Dairy Nutrition Conference. Fort Wayne, USA. 2011. April 19 and 20. Pр. 111-126.

4. St-Pierre N.R., Cobanov B., Schnitkey G. Economic losses from heat stress by US Zivestock Industires. Journal of Dairy Science. 2003;86: Suppliment: E52-E77. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(03)74040-5

5. Иванов Ю.Г., Понизовкин Д.А., Борулько В.Г. Методы и технические средства снижения тепловых стрессов коров в теплый период года // British Journal of Innovation in Science and Technology. 2017. Т. 2, № 2. С. 41-52. EDN: ZBARKB.

6. Иванов Ю.Г., Понизовкин Д.А. Энергосберегающая система принудительной вентиляции коровника для летнего периода времени // Труды Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве». 2014. Т. 3. С. 104-105. EDN: SNLZZH.

7. Иванов Ю.Г., Понизовкин Д.А. Обоснование параметров принудительной вентиляции на молочной ферме для летнего периода времени // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2013. № 3 (11). С. 173-175. EDN: RCKAMD.

8. Борулько В.Г., Иванов Ю.Г., Понизовкин Д.А., Шлычкова Н.А., Костомахин Н.М. Математическое моделирование процессов теплообмена в коровнике для теплого периода // Доклады Национальной академии наук Республики Казахстан. 2021. № 4 (338). С. 37-42. EDN: FPOSVQ.

9. Ivanov Yu.G., Baimukanov D.A., Borulko V.G., Ponizovkin D.A., Dzhanabekova G.K. Influence of cow skin cleaning on physiological parameters under heat stresses in warm season. Bulletin of National academy of sciences of the Republic of Kazakhstan. 2020;4(386):100-108. https://doi.org/10.32014/2020.2518-1467.109

10. Хлопко Ю.А., Нигматов Л.Г. Обоснование механической обработки кожного покрова крупного рогатого скота // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013. № 3 (41). С. 99-103 EDN: QJCGKB.

11. Schukken Y.H., Young G.D. Cow comfort effects on milk production and mastitis: а field study. International Dairy Topics. 2009;9(1):23. http://www.positiveaction.info/pdfs/articles/dt9.1p23.pdf.