2.4.1 气流

2.4.1 气流

1)气流的概念

空气的流动称为气流。气流有水平方向和垂直方向的流动。相邻两个地区的温度存在差异是引起空气流动的主要原因。在地球表面,由于空气温度的不同,使各个地区气压在水平分布上存在不同。气温高的地区,气压较低;气温低的地区,气压较高。“风”这种气流状态正是空气由高压地区向低压地区的水平移动。

2)气流状态的表示

气流的状态通常用“风速”和“风向”来表示。

(1)风速

风速是指单位时间内风的行程,常用单位是m/s(1 m/s=3.6 km/h)。风速的大小与两地区之间的距离和气压有关。两地区气压差越大,风速也就越大;在相同气压差下,两地区距离越近,风速越大,反之则风速越小。风速没有等级,风力才有等级,风速是风力等级划分的依据。一般来讲,风速越大,风力等级越高,风的破坏性越大。风级、风名和风速的关系见表2.10。

表2.10 蒲氏风力等级表

(2)风向

风向即风吹来的方向。风向的测量单位,我们用方位来表示。常以8或16个方位来表示:北(N)、东北东(NNE)、东北(NE)、东东北(ENE)、东(E)、东东南(ESE)、东南(SE)、南东南(SSE)、南(S)、南西南(SSW)、西南(SW)、西西南(WSW)、西(W)、西西北(WNW)、西北(NW)、北西北(NNW)。我国大陆地区冬季盛行从大陆吹向海洋的偏北风,西北风较干燥,东北风多雨雪;夏季盛行从海洋吹向陆地的偏南风,气候湿热、多雨。

风向是经常发生变化的。在一定时期内,每一地区各种风向出现次数的多少用“风向频率图”表示。

某风向的频率=某风向在一定时间内出现的次数÷各方向在该时间内出现次数的总和×100%

按罗盘方位绘出几何图形(如图2.2)。具体做法是在8条或16条中心交叉的直线上,按罗盘方位,把一定时期内各种风向的次数用比例尺以绝对数或百分率画在直线上,然后把各点用直线连接起来,这样得出的几何图形即为风向频率图(由于该图的形状形似玫瑰花朵,故名“风向玫瑰图”)。该图可以表明某地区一定时间内的主导风向,以此作为养殖场场址选择、圈舍规划设计的重要参考。

图2.2 四川某地玫瑰风向图

风向和风速的变化显示气候运动的特征,且为天气变化的先兆。

3)畜舍内的气流

由于畜舍内外温度和风力大小不同,舍内外空气流动通过门、窗、通风口和一切缝隙都可以进行自然交换。而畜舍内空气对流则是因畜禽自身散热和蒸发,使暖湿空气上升,周围冷空气进行补充实现。畜舍内空气流动的速度和方向,主要取决于舍内外的通风换气,尤其是机械通风的圈舍。此外,舍内的养殖设备如笼具的配置、畜禽圈舍围栏的材料和结构等对气流的速度和方向均有一定影响。

畜舍内空气通过自然通风和机械通风均可形成气流。

(1)自然通风

自然通风根据形成原因,又分为以下两种:

①风压通风 风压是指大气流动时作用于建筑物表面的压力。当风从舍外吹向建筑物时,空气由迎风面开口处(一般是窗户)进入舍内形成正压,然后流向背风面(一般是窗户)开口形成负压,两者形成对流,即为“风压通风”。如图2.3所示。

②热压通风 热压通风是指舍内上部压力因热空气(家畜散热等原因形成)上升而加大,通过畜舍上部(通常是畜舍窗户、屋顶缝隙、屋顶通风孔等)流向舍外,而下部则形成负压,舍外空气经舍内下部流向舍内,从而形成畜舍内外空气的循环流动。如图2.3所示。

自然通风虽然不需要设备,也节约了电力,但受天气的制约。

图2.3 自然通风的两种形式

(2)机械通风

机械通风是通过机械电力的办法,人为地将空气吸入或送出舍内而形成舍内外的气压差,达到空气流动的目的。它主要有3种形式。

①正压通风 正压通风是利用通风机械将空气送入舍内(送风)。将送风机安置在畜舍的单侧壁、双侧壁或屋檐下,风机的转动使得畜舍内压力增加,空气流向压力小的舍外。如图2.4所示。

图2.4 正压通风示意图

②负压通风 负压通风与正压通风正好相反,它是通过将排风机安置在畜舍的单侧壁、双侧壁或屋檐下,风机的转动使得畜舍内压力下降,舍外空气流向压力小的舍内,实际就是排风。如图2.5所示。

图2.5 负压通风示意图

③联合通风 在畜舍对侧分别安装送风机和排风机,使畜舍内外压差增大,舍内通风量增加,即为联合通风。