Mathematical model of cow skin cleaning used to increase heat exchange intensity under heat stresses | Математическая модель очистки кожного покрова коров для повышения интенсивности теплового обмена при тепловых стрессах

Mathematical model of cow skin cleaning used to increase heat exchange intensity under heat stresses | Математическая модель очистки кожного покрова коров для повышения интенсивности теплового обмена при тепловых стрессах

2023

Ivanov, Yu.G. | Ponizovkin, D.A. | Zhumagulov, Zh.B. | Moshonkin, A.M.

English. Automatic brushing devices that improve the sanitary-hygienic condition of animal skin and create comfortable conditions are becoming widespread at modern dairy farms. There has been developed a mathematical model of cow skin cleaning. To verify it, experimental studies involving 10 animals were carried out at a dairy farm. Three zones with the area of 10x10 cm2 were selected on lateral surface of each animal: the first area was not cleaned; the second area was dry cleaned with a brush; the third area was wet cleaned with a brush and detergent (soap solution). The temperature of the skin areas was determined with a pyrometer for 15 min without touch. The study results confirmed the effect of skin cleaning on the intensity of animal heat exchange due to increased convection and evaporation under heat stress. It has been found that wet cleaning is the most effective method: in this case the skin temperature decreases by 4.1 deg. C due to an increase in heat transfer by evaporation, while after dry cleaning it decreases only by 0.7 deg. C. The developed mathematical model sets the ratio between the parameters of impacting the brush bristle on the contaminated skin surface, the brush device and cleaning modes. The obtained dependences allow determining the technical requirements and rational design and mode parameters of the brushing device to develop an automatic cow skin cleaning station for farms.

Show more [+]

Less [-]

Russian. Автоматические щеточные устройства, улучшающие санитарно-гигиеническое состояние кожного покрова животных и создающие комфортные условия, получают широкое распространение на современных молочных фермах. Разработана математическая модель очистки кожного покрова коров. С целью ее проверки на молочной ферме проведены экспериментальные исследования на 10 животных. На боковой поверхности каждого животного выбирались три зоны площадью 10х10 см2: первый участок не очищался; второй участок очищался сухим способом с помощью щетки; третий подвергался влажной очистке щеткой 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 счет повышения конвекции и испарения при тепловых стрессах. Установлено, что наиболее эффективна влажная очистка: в этом случае температура кожного покрова за счет увеличения теплоотдачи испарением снижается на 4,1 град. С, тогда как после сухой очистки она уменьшается только на 0,7 град. С. Разработанная математическая модель устанавливает соотношение между параметрами воздействия ворса щетки на загрязненную поверхность кожи, щеточного устройства и режимов очистки. Полученные зависимости позволяют определить технические требования и рациональные конструктивно-режимные параметры щеточного устройства для создания автоматической станции очистки кожного покрова коров на фермах.

Show more [+]

Less [-]

Bibliographic information

Агроинженерия | Agricultural Engineering

Issue

6

ISSN

2687-1149

Other Subjects

Federation de russie; Estres termico; Federacion de rusia; Transferencia termica; Echange thermique; Caracteristique du materiel; Materiel de nettoyage; Caracteristicas de la maquinaria