Имитационная модель животного

 

Использование: сельское хозяйство для контроля теплового режима сельскохозяйственного животного, находящегося в условиях лучистого обогрева. Сущность изобретения: изобретение позволяет повысить , точность соответствия имитационной модели животного самому животному по его теплообменным характеристикам, расшиить функциональные возможности при ис7 I J 4 5 Ґ пользовании модели для управления обогревом животных различных видов и возрастов , а также повысить технологичность изготовления модели. Имитационная модель животного выполнена в виде полого цилиндра 1 с поверхностным нагревателем 2 на боковой поверхности цилиндра 1 и с размещенным на части его поверхности термочувствительным элементом датчика 4, причем в торцах цилиндра 1 установлены теплоизолирующие заглушки 6 и теплоотражающие экраны 7, а потребная мощность нагрева имитационной модели животного функционально связана с эффективной температурой воздуха и скоростью движения воздуха по результатам априорных испытаний модели в климатической камере без источников лучистого излучения. 4 ил. 1Л С 4 00 00 ел о VI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 2 5 ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4903461/15 (22) 18.01.91 (46) 23,12.92. Бюл. N. 47 . (75) А. В. Дуб ро в и н, А.П;Слободской и В,Н.Ходов . (56) Авторское свидетельство СССР гв 1435224, кл. А 01 К 29/00, 1985. (54) ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ЖИВОТНОГО (57) Использование: сельское хозяйство для контроля теплового режима сельскохозяйственного животного, находящегося в условиях лучистого обогрева, Сущность изобретения: изобретение позволяет повысить. точность соответствия имитационйой модели животного самому животному по его теплообменным характеристикам, расши ить функциональные возможности при ис5U 1783567 А1 (si)s G 09 B 1/00, 23/28, 23/36, А 01 К 29/00 пользовании модели для управления обогревом животных различных видов и возрастов, а также повысить технологичность изготовления модели. Имитационная модель животного выполнена в виде полого цилиндра 1 с поверхностнйм нагревателем

2 на боковой поверхности цилиндра 1 и с размещенным на части его поверхности термочувствительным элементом датчика 4, причем в торцах цилиндра 1 установлены теплоиэолирующие заглушки 6 и теплоотражающие экраны 7, а потребная мощность нагрева имитационной модели животного функционально связана с эффективной тем-. пературой воздуха и скоростью движения воздуха по результатам априорных испытаний модели в климатической камере без источников лучистого излучения. 4 ил.

1783567

10 птиц

35 ч А+ Отв = Олуч+ Оконв, 40

Оконв = к f(Tn — Тов), 55

Изобретение относится к сельскому хозяйству, может быть использовано при экспресс-контроле теплового режима в зоне размещения животных и при регулировании режима обогрева в производственных сель.скохозяйственных помещениях и предназначено для применения в системах лучистого инфракрасного обогрева молодняка сельскохозяйственных животных и

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей имитационной модели животного, упрощение технологии ее изготовления и эксплуатации, а также повышение точности имитации теплообменных характеристик животных определенного вида и возраста, Другой целью изобретения является повышение точности управления обогревом животных при использовании имитационной модели животного и упрощение и повышение технологичности ее изготовления.

Указанная цель достигается тем, что

Ф предложена имитационная модель животного, содержащая корпус с нагревателем и датчиком температуры внешней поверхности, причем корпус выполнен в виде полого цилиндра, на внешней боковой поверхности которого расположен нагреватель, покрытый электроизолирующим и теплопроводящим слоем, при этом на центральной части корпуса поверх последнего равномерно распределен термочувствительный элемент датчика температуры внешней поверхности имитационной модели животного с нанесенным на него снаружи теплопроводящим и электроизалирующим слоем,. причем в торцах полого цилиндра размещены теплоизолирующие заглушки, а внутри него установлены поперечные теплоотражающие экраны., На фиг. 1 изображена схема конструкции устройства.

Имитационная модель животного содержит полую цилиндрическую основу 1, на которой размещен нагреватель 2, покрытый слоем теплопроводящего материала 3, на поверхности которого размещен датчик температуры поверхности имитационной модели животного 4, покрытый вторым сло- 50 ем теплопроводящего материала е, а торцы полого цилиндра 1 закрыты с обеих сторон теплоизолирующими заглушками 6, причем внутри цилиндра 1 с обеих сторон участка с датчиком температуры поверхности имитационной модели животного 4 установлены теплоотражающие экраны 7, а в одну из заглушек вставлена полая труба 8, выполняющая роль держателя и экрана измерительных 9 и силовых 10 электропроводников.

Известно, что для животных и птицы основными крйтериями теплового комфорта являются величина теплопродукции, или метаболической теплоты, равная в устано-. вившемся режиме теплопотерям, и соответствующая этой величине температура поверхности пухоперьевого покрытия- для птицы, а для животных — температура шерстного покрытия, для людей — температура поверхности одежды. Поддержание этих двух величин за счет лучистого потока от инфракрасных обогревателей на уровнях, соответствующих тепловому состоянию животного при содержании его в среде неподвижного воздуха с комфортной температурой, обеспечит в основном тепловое состояние животного, близкое к комфортному, даже при существенных отклонениях температуры, скорости и влажности воздуха от оптимальных значений.

Для реализации этого принципа необходимо, чтобы имитационная модель животного была адекватна в тепловом отношении живой натуре, что математически достигается при адекватном описании их тепловых состояний в установившемся . тепловом режиме.

Исходя из этого и пренебрегая тепловыми потерями животного с выдыхаемым воздухом и на испарение влаги в силу их относительной незначительности вблизи зоны теплового комфорта для животного,, тепловой баланс животного и его теплофизической имитационной модели можно описать уравнениями:

q — средняя плотность облучения по rioверхности объекта от ИК-обогревателя, Вт/м;

f — поверхность цыпленка, м; г.

Q» — мощность биологических тепловыделений цыпленка, Вт;

Одуц, Око в мощность теплопотерь соответственно излучением и конвекцией, Вт;

А- коэффициент поглощения теплового излучения поверхностью объекта, отн, ед.; я- коэффициент излучения поверхности объекта, отн. ед.;

T< — температура поверхности объекта, К;

To(ð температура ограждений зоны в помещении, К:

1783567

T» — температура окружающего воздуха, К;

Qg — коэффициент теплоотдачи конвекцией, Втlм град.

Анализ уравнний математической модели теплового баланса цыпленка показывает, что для достижения адекватности имитационной теплофизической модели животного и живого объекта необходимо следующее:

1. Равенство или соответствие размеров площадей теплоотдающих поверхностей. Это требование не требует комментариев, т.к, площадь поверхности животного f входит в систему уравнений.

Здесь необходимо учесть, что у животного с возрастом значение f возрастает. Реализовать это в теплофизической имитационной модели можно лишь дискретно, имея набор датчиков разных размеров для разного возраста животных. Однако, если все члены уравнения теплового баланса разделить на . f, то получим уравнение:

25

-А+ тв 57 f((fl }4 (ofp }41+

+ Q< Pn Тов) По известным литературным данным

Отв 30 величина —, т.е. удельные тепловыделеf ния, с возрастом остается практически постоянной. Поэтому имитационная модель может быть изготовлена с учетом f, например. однодневного животного. 35

2. Равенство величин коэффициентов поглощения А и излучения е живого объекта и его имитационной модели.

Коэффициент поглощения А животного зависит от спектрального состава падающе- "0 го инфракрасного излучения. Например, по известным данным многочисленных иссле. дований коэффициент поглощения излучения А лампы ИКЗК-220-250 пухоперьевым покрытием цыпленка находится на уровне 45

0,55-0,7, а излучения источника типа ЛИКИна уровне 0,8-0,9. Коэффициент излучения пухоперьевого покрытия при собственной температуре 28-35 С превышает величину

0,9. 50

При создании имитационной модели животного оптические свойства шерстного или пухоперьевого покрытия животного или птицы в области инфракрасного излучения с достаточной степенью приближения могут 55 быть смоделированы лакокрасочным покрытием с сажевым покрытием, у которых коэффициент поглощения по отношению к излучению ламп ИКЗК-220-250 составляет

0,7-0,75, по отношению к лампам типа ЛИКИ вЂ” 0,8-0,9 и коэффициент излучения больше 0,9.

3.. Идентичность форм, подобие или равенство определяющих форму геометрических размеров.

Эти требования определяются адекватностью реагирования живого объекта и теплофизической имитационной модели на изменение скорости и температуры воздуха, т,е, равенством конвективной cocTBBJlAющей в обоих случаях.

Из теории теплообмена известно, что коэффициент теплообмена конвекцией при подвижности воздуха со скоростью Vf описывается критериальными уравнениями вида

Nu = f(Pr, Re}, где Nu — критерий Нуссельта;

Pr — критерий Прандтля;

Re — критерий Рейнольдса;

a< D

Мu= V

Pr--. — а

V5 D

Re= —, V где ав — коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/м ° град.; г

D — определяющий геометрический параметр (эквивалентный диаметр), м;

Л- коэффициент теплопроводности воздуха;

v — коэффициент кинематической вязкости; а — коэффициент температуропроводности;

V6 — скорость воздушного потока, м/с.

Для значений скорости воздуха VS, близких к О, безразмерный коэффициент теплоотдачи конвекцией является функцией критерия Грасгофа (Ог).

Nu = f (Pr, Gr, форма тела).

Из анализа критериальных зависимостей в общем виде для обоих случаев видно, что форма тела и определяющий размер являются величинами, от которых в значительной степени зависит коэффицйент теплоотдачи конвекцией, Отсюда следует, что имитационная модель животного в рассматриваемом аспекте была адекватна живом объекту, необходимо, чтобы ее форма и определяющий размер были максимально приближены к соответствующим характеристика живого объекта.

Полной идентичности формы имитационной модели животного и тела самого животного достичь невозможно. Достаточное приближение дают сфера и цилиндр. По иэ1783557

Из проведенного количественного анализа критериальных уравнений для обтека- 20 ния воздухом имитационных моделей животного обеих модификаций получено. для шара: асК D

0,58 для цилиндра: а„"-КмDО,55 . 25

При скорости воздуха Vb =- 0,5 м/с разница между коэффициентамй теплоотдачи конвекцией для сферы и цилиндра не превышает 20 . При естественной конвекции они практически равны между собой.

Отсюда следует, что хотя сферическая форма функционального датчика. более точно аппроксимирует форму тела цыпленка, цилиндрическая форма также обеспечивает достаточную степень приближения.

4. Имитационная модель животного должна обеспечить усреднение температурного поля, установившегося по его поверхности в результате теплообмена с инфракрасным ИК-обогревателем и окружа- 40 ющей средой.

Инфракрасное излучение, падающее на имитационную модель животного, образует сложное поле тепловых потоков, которое зависит от фотометрических характеристик 45 обогревателя, его размеров и высоты подвеса относительно датчика, В результате на .поверхности имитационной модели животного устанавливается сложное температурное поле вида тд =zq (f). Необходимо, чтобы функциональный датчик на основе имитационной модели животного самостоятельно производил усреднение температурного поля по о мчле: ф

j r(f) df к

Д

Такое усреднение может быть выполнено функциональным датчиком, если термовестным данным теплообменная поверхность среднестатистическОго суточного цыпленка равна 0,00965 м . В случае, если

2 выполнить имитационную модель животного, в данном случае цыпленка, в виде сферы, 5 ее диаметр будет равен .

D =- = 0,0554 м.

Л

Изготавливая имитационную модель 10 животного в виде цилиндра и приняв за определяющий его размер D =,0554 м, определим длину цилиндра, при которой выполняется условие f = 0,00965 м

L= =00554M, f

xD чувствительный слой расположен 10 всей поверхности имитационной модели животного и его термочувствительность линейна относительно температуры.

Вышеизложенное свойство имитационной модели животного обеспечивается при намотке на ее.теплоотдающую поверхность медной проволоки от, например, стандартного термометра сопротивления с градуировкой 23. Такую намотку легче осуществить на цилиндрическую поверхность, чем на сферическую.. Поэтому окончательно вполне достаточно остановиться на выборе цилиндрической формы:имитационной модели животного.

Вследствие недостаточной теплоизоляции торцов имитационной модели животного на цилиндрической поверхности функционального датчика, на которой расположен термочувствительный элемент, мо>кет складываться некоторая неравно-. мерность температур, порядка 2 С, с макси- мумом в центре и минимумами вблизи торцов. Это приводит к нелинейности зависимости мощности тепловыделении имитационной модели животного от величин скорости воздуха и его температуры. Для ликвидации этого явления необходимо компенсировать теплопотери через торцы. Наиболее приемлемым способом решения поставленной задачи является увеличение длины цилиндрической части тела имитационной модели животного в районе торцов и.... расположение системы экранов в образовавшихся полостях между торцовыми заглушками и термочувствительным элементом, При этом на цилиндрической поверхности имитационной модели животного, около торцов, дополнительно следует расположить нагреватель, Для расчета минимальной необходимой длины торцовых участков,. количества экранов, обеспечивающих равномерность температур на цилиндрической поверхности имитационной модели животного в пределах термочувствительного элемента, была использована математическая модель в соответствии с расчетной схемой, а также применено физическое экспериментирование с конструктивными параметрами имитационной модели животного.

Искомыми являлись: размеры торцовых зон, количество экранов и мощность внутреннего нагрева имитационной модели животного, при которых расчетный градиент температуры по рабочему участку ее поверхности не превышал бы 0,1 С, Для этого температура экранов, отделяющих рабочую полость имитационной модели животного

1783567 от торцовой, не должна отличаться от температуры воздуха в соседней полости более чем на 0,1 С, При этом можно допустить, что поверхность торцовых экранов между со седними полостями является адиабатной, т.к. суммарный тепловой поток через экранирующую перегородку за счет излучения и конвекции на 2-3 порядка будет меньше, чем величина тепловой мощности, выделяемой внутренним электронагревателем на участке расположения соответствующих полостей. Установлено, что решению поставленной задачи создания имитационной модели животного отвечает функциональный датчик, у которого торцовые участки продлены на расстояние в 29 мм, а в их полостях установлено по 3 экрана иэ алюминиевой фольги. При этом удельная мощ. ность нагревателей торцовых участков равна удельной мощности нагревателя рабочего участка поверхности имитационной модели животного;

Конструктив образца имитационной модели животного выполнен следующим образом.

Корпус ее выполнен в виде цилиндра диаметром 56,3 мм и длиной 117 мм из.гибкого текстолитового листа толщиной 0,5 мм, На цилиндрическую часть по всей длине навит нагревательный элемент из предварительно оксидированной нихромовой проволоки диаметром 0,2 мм. Навивка осуществлена в два ручья, виток к витку. Обе ветви нагревателя соединены между собой параллельно с помощью выводов, находящихся со стороны торцов, В торцовые отверстия во внутренние полости вставлено по 3 экрана иэ полированной алюминиевой фольги толщиной bio

0,2 мм таким образом, что первые экраны отстоят от торцов на 29 мм. Непосредственно в торцовые отверстия вставлены заглушки в виде дисков с бортиком толщиной 11 мм из пенопласта. Нагревательный элемент покрыт двумя слоями электроизоляционного лака.

На центральную цилиндрическую часть имитационной модели животного nosepx нагревательного элемента на длйне 58,5 мм намотан чувствительный элемент из никелевой проволоки диаметром 0,1 мм. Всего навито равномерно 90 витков общей длиной проволоки 15,7 м, Чувствительный элемент также покрыт сверху двумя слоями электроизоляционного лака, после просушки которого вся поверхность имитационной модели .животного покрыта лаком с сажевым пигментом. Общий вид имитационной модели животного показан на фиг, 1, В ка встве термочувствптельного элемента применен отрезок никелевой проволоки, которая имеет коэффициент термического сопротивления 0,058 Омlград.ч м, что

5 ориентировочно в 4 раза выше, чем у медной проволоки в термометре сопротивления с градуировкой 23.

Эффективная компенсация тепловых потерь через торцы конструкции достига10 ется за счет увеличения цилиндрических участков в торцовых зонах на 29 мм, расположения в их внутренних йолостях по 3 экрана из алюминиевой фольги и навивки на них нагревательного элемента с такой же

15 удельной мощностью, что и на основной рабочей поверхности датчика, Таким образом, получена общая длина . образующей цилиндрической поверхности имитационной модели животного для суточ20 ного цыпленка: 58,5 мм+ 2 ° 29 = 116,5 мм.

Определим необходимую мощность внутренних тепловыделений имитационной модели цыпленка "фея "следующих условий окружающей среды, которйе можно считать

2 5 э кстремальными для цыплят: температура воздуха сь = 20 С;

:скорость движенйя воздуха ЧЬ = 0,5 м/с.

Для этих условий в соответствии с аналитической зависимостью-температуры по30 верхности цыпленка от температуры воздуха и скорости движения воздуха эта величина составит 25,99 С. Температуре воздуха ts = 22 С соответствуют следующие значения теплофизиче35 ских величин:

Критерий Прандтля Pr = 0,692;

Теплопроводность Л = 2,553 ° 10 2 Вт/м х х град;

Кинематическая вязкость м =.

40. 14,94 ° 10 м /с.

Критерий Рейнольдса

Чь 0 0,5 5,5 10

14,94 10

45 - =. 1,85 ° 103.

Критерий Нуссельта

Nu = 0,26 Pr0,37 Re0,6 = 0,26 ° 0,6920,37 х

50 х (1.85 ° 10 } 20,64.

Коэффициент теплоотдачи кон векцией

Ми А 20,64 2,553 10

55 0 5,54 . 10-2

- 9,51 м2 град

Теплоотдающая поверхность цилиндрической части датчика

1783567

f = л Р1 = л 5,54 10 11,7 10

= 0,02036 м2.

Теплоотдача конвекцией с цилиндрической поверхности имитационной модели животного 5

О.йв = а. т(Тн — Т .) = 9,51 ° 0,02036 х(25,99-20) = 1,16 В г.

Теплоотдача излучением с цилиндрической поверхности имитационной модели жи вотн ого 10

Олуч = 5,7 f 0,8 (Or — Ов ) =. 5,7 0;02036 х х 0,8 (79,91-73,7) = 0,5777 Вт..

Суммарная мощность теплопотерь с цилиндрической поверхности имитационной модели животного 15

Qm = Оконв + Олуч = 1,16 + 0,577 =

=1,74 В .

Мощность нагревательного элемента с учетом неучтенных потерь в торцы может быть принята 20

Qä=Qrï-1 15=1,74 1,15=2,0Вт

Нагревательный элемент навит из предварительно оксидированной проволоки

Х2Н80 диаметром 0,2 мм в Два ручья на цилиндрической поверхности длиной = 25

= 117 мм.

Количество витков, точнее ветвей нагревателя

n = = 2 92 витка.

117

0,4 30

Площадь сечения нагревательного элемента

SHarp = — (0,2) = 0,0314 мм

2 2

Длина одной ветви нагревателя

I = л Dn = zt 0,0554 292 = 50 м, Сопротивление одной ветви нагревате35

ВЬ=9 =112 - =1783 0м.

1 50

Srrarp 0,0314

Общее расчетное сопротивление нагревателя;

Rн = — = — = 891,72 Ом.

Rs 1783

2 2

Необходимое напряжение питания на- 45 гревателя датчика:

Ыд =(Од Кн = 2 Â91,72 = 428, Закон управления внутренним нагревом имитационной модели животного по- 50 зволит автоматически по измеренным факторам температуры и скорости движения воздуха восстанавливать на ее поверх..ности такое значение температуры, которое в точности равно величине темпера уры по- 55 верхности животного в аналогичных тепловых условиях чисто конвективного обогрева. В случае лучистого обогрева по

I величине тд =тп и известной зависимости

tp= f (tp", Vg) можно по обратной зависимости tf," = p (tп, Vb) сформировать величину и" - - температуру воздуха при чисто конвективном обогреве, которой соответствует значение т,, и управлять внутренним нагревом имитационной модели животного уже исходя из условия tb = тЬ" при лучистом обогреве.

По результатам измерения сопротивления термочувствительного элемента в зависимости от температуры воздуха построена зависимость Я = f(tg = гд), представленная на фиг, 2. Из анализа графика следует, что зависимость Й = 1(ь = тд) в интервале температур И = гд от 24 до 62ОС носит линейный характер и может быть представлена в виде

Rg = (0,91 гд+ 170 7), Ом .

Относительная погрешность аппроксимации по Яд(гд) составляет+0,11%.

Определение потребной мощности внутренних тепловыделений датчика.в зависимости от скорости потока воздуха (в диапазоне скоростей 0...0,5 м/с) для достижения на его поверхности температуры, равной расчетной величине, проводилось в интервале температур воздуха

22-38 С, Необходимо было построить серии графиков зависимости Оц = (ц, Чь) и определить аналитическую формулу, математически описывающую эту зависимость в технологически допустимых в животноводстве и в птицеводстве диапазонах скоростей движения воздуха и температур воздушной среды.

Эксперименты проводились на специально сконструированном для этой цели функциональном стенде (см, фиг. 3).

Стенд включает в себя: осевой вентилятор; электрокалорифер с шибером; аэродинамическую трубу с размещенным внутри нее датчиком.

Вентилятор служитдля продува воздуха через калорифер и аэродинамическую трубу. Электрокалорифер служит для нагрева воздуха, причем его нагревательный элемент запитывается от автотрансформатора типа АОМН-40-220, что позволяет устанавливать любую температуру воздуха в интервале от 22 до 40 С. Шибер калорифера позволяет устанавливать необходимую для проводимого эксперимента скорость воздушного потока в аэродинамической трубе.

Аэродинамическая труба с размещенной в ней имитационной моделью животного служит для прохождения по ней потока воздуха с

1783567 заданной скоростью и температурой, который омывает испытываемую имитационную модель животного и тем самым позволяет исключить воздействие внешних мешающих факторов на конечный результат эксперимента.

По найденному значению температуры системы (воздуха), рассчитывают температуру поверхности покрова или оперения жи10 вотного или птицы т„, которая для данного температурного режима устанавливается в натурных условиях у суточного, например, цыпленка:

r>= 0,65 ть + 0,139 ы Чь - 5,56 ЧЬ +

+ 14,38, ОС.

По рассчитанной температуре поверхности покрова птицы или животного определяют требуемую величину, сопротивления чувствительного элемента имитациойной

20 модели животного, соответствующую температуре гп.

Подбирают такое напряжение питания электронагревательного элемента имитаци-.;:, онной модели животного, чтобы сопротив-.

25 ление ее чувствительного элемента оказалось равным тому, которое бйло определено и не изменялось бы во времени для данного стационарного теплового состояния системы, 30

При подобранном режиме питания нагревательного элемента фиксируют его мощность, которая пропорционально отражает величину внутренних тепловыделений животного для данного температурного режима в аэродинамической трубе.

Далее, не меняя скорость воздушного потока, изменяют его температуру и вновь проводят эксперименты по аналогии вышеизложенному. Серия таких экспериментов ний температуры системы, измеряемой с помощью ненагреваемой изнутри имитационной модели животного.

Устанавливается другое значение ско- 45 рости воздушного потока и вновь проводятся измерения в соответствии с изложенным ранее.

Все вышеописанные эксперименты

50 должны быть проведены, как минимум, для четырех скоростей воздушного потока из диапазона 0-0,5 м/с для обеспечения удовлетворительной достоверности полученных результатов.

По результатам проведенных испытаний имитационной модели животного в аэродинамической трубе построены зависимости Qg = 1(®) при Vb;= const, i = 1,5 для каждого из пяти эксперимен1ов, представпроводится, как минимум, для трех значе- 40 ленйых выравненными линейными зависимостями на фиг. 4, Анализ построенных зависимостей показывает, что все они в интервале температур от 20 до 38 С могут быть описаны математической формулой

Qg = 0,0627 tb + 2,8081 Vb — 0,0686 tb Vb +

+ 2,5733, Вт, где tb — температура воздуха, С;

Vb — скорость воздушного потока, м/с.

Величина температуры воздуха в конвективной климатической камере эквивалентна некоторой величине так называемой эффективной температуры воздуха tb" в реальном помещении, которая создается и эа счет температуры воздуха в нем, и за счет действия размещенных в нем источников лучистой теплоты; и за счет движения воздушной среды, Таким образом, данный конструктив имитационной модели животного реагирует на лучистую теплоту повышением

i .температуры своей поверхности тд, затем исходя из принятого в начале эксперименI 1 тов условия гд = fn вычисляется по формуле для гп животного при известной измеренной величине V6 значение эффективной температуры воздуха tb", которая совместно с

Vb приводит к достижению температуры повеРхности гд. После этого находЯт Оя = f(tb", г

Чь). В результате внутри имитационной модели животного выделяется мощность, пропорциональная внутрен ним тепловыделениям животного Qgb в данном тепловом режиме обогрева и приводящая к установлению на поверхности имитационной модели животного такого же значения

1 температуры тд, что и самого животного (цыплен ка) гй.

Во всех режимах обогрева можно измерить с помощью имитационной модели животного величину температуры его поверхности, а затем по априорно известным фУнкциЯм tп = Гд= f(tbx, Vb) ДлЯ животного или для его имитационной модели с помощью обратного преобразования вычислить величину TBK называемой эффективной температуры воздуха t6", которая приводит в сочетании с VS к установлению конкретной величины гд. Эта температура

t< может включать в себя составляющую, к обусловленную лучистым тепловым потоком в режиме инфракрасного обогрева поголовья жйвотных.

Затем по известным аналитическим зависимостям явных тепловыделений животных (цыпленка) от температуры воздуха, в том числе эффективной, и скорости его движения, а также с учетом известного определения ощущаемой животными температуры

1783567 помещения по признаку неизмененности величины тепловыделений животного в реальном помещении и конвективной климатической камере без.принудительного движения воздуха и без источников лучистой энергии, — вычисляют величину ощущаемой животным температуры помещения при наличии принудительной вентиляции и лучистого обогрева.

Наиболее. полное соответствие геометрии. формы, размеров, теплопоглощательной и излучатель ной способностей животного и его теплофизической имитационной модели, а также линейность зависимости чувствительности термоизмерительного элемента и точное и достоверное значение требуемого закона управления внутренним нагревом имитационной модели животного для конкретного вида и возраста обогреваемого поголовья— все эти факторы позволяют с высокой точностью определять неизвестный ранее уровень теплоощущений животного в терминах ощущаемой температуры в градусах, например, Цельсия, что является весьма удобным со всех точек зрения, в том числе в сельскохозяйственных помещениях, имеющих многочисленные источники теплового воздействия на животных.

Формула изобретения

Имитационная модель животного, со5 держащая корпус с нагревателем и датчиком температуры внешней поверхности, отличающаяся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей имитационной модели. упрощения тех10 нологии ее изготовления и эксплуатации, а также повышения точности имитации теплообменных характеристик животных определенного вида и возраста, корпус выполнен в виде полого цилиндра, на внешней боко15 вой поверхности которого расположен нагреватель, покрытый электроизолирующим и теплопроводящим слоем, при этом на центральной части корпуса поверх последнего равномерно распределен термочувстви20 тельный элемент датчика температуры внешней поверхности имитационной модели с нанесенным на него снаружи теплопроводящим и электроизолирующим слоем, причем в торцах полого цилиндра размеще25 ны тйплоизолирующие заглушки, а внутри него установлены поперечные теплоотражающие экраны, 1783567, Фиг, Заказ 4519 . Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патейт", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

0,У

02

Составитель А.Дубровин

Редактор М.Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор E.Папп "

Н,, c