AMBIGAINE: a tool to aid the drilling of air circulation ducts in feeding rooms
P. Robin1, G. Amand2 , M. Pertusa2
1INRA, 2ITAVI - France
Lille - 22 to 24 February 2017Livestock housing: let's build the future 2
Summary
• Reminders about the problem of air circulation• Reminders about the phenomena associated with
blowing air through a duct– Fan-blown air– Air exit through the holes in the duct– Impact on the choice of drilling
• Presentation of the tool to help calculate duct perforations
air circulation via ducts
uniformitywithin housing
Corridor
Housing 1.(start of row)
Housing 2.(middle of row)
Housing 3.end of row
Fan
duct
Blowing air through a duct
– Static and dynamic pressure in the duct
Static pressure
Dynamic pressure
Static pressure
Dynamic pressure
At start of duct
At end of duct
• Two types of pressure are exerted: static pressure is exerted against the walls
swelling the duct dynamic pressure propels the air in the
duct and decreases when speed decreases• Total pressure decreases as you move away
from the fan (“load loss” due to friction of the air against the walls)
• Dynamic pressure turns into static pressure with reduction of flow
Blowing air through a duct– Fan-blown air (example FANCOM 3463 17,000 m3/h)
• Static pressureincreases with frequency
• Flow too
• Flow decreases if static pressure increases
Blowing air through a duct
– Air rotation in the duct• The rotation of the fan causes the air in the duct
to rotate If the holes are drilled symmetrically, the
air reaches a different location depending on the side of the duct
To get the same ventilation on both sidesof the duct, drilling must be asymmetrical
• The effect of rotation decreases with air speed it becomes negligible at a certain distance from the fan
(effect of flow straightener?)
Blowing air through a duct– Blow cone
• On leaving the duct, the blown air pushes the air outside the duct the speed at the centre decreases with
distance from the hole the cone diameter increases with distance
from the hole the length increases with the diameter of the
hole • At end of duct the cone leaves perpendicularly to
the duct wall• At the start of the duct, the cone is DIVERTED
forwards by the dynamic pressure and to the side by rotation => increased distance between duct and housing
Blowing air through a duct
– Consequences on the drilling plan
• Diameter of holes greater at start of duct as: Longer duct-duck distance Lower static pressure
• Offset holes maximum at start of duct => compensation of deviation due to:
• air rotation • fan exit speed
Static pressure
Dynamic pressure
Blowing air through a duct
– Consequences on the drilling plan
• Distribution of the air in the housing varies according to frequency: different flow and static pressure induce a
different cone angle for the same hole different static pressure induces a different
speed cone
• For a given frequency, flow decreases and pressure in the duct increases when the number of holes and their diameter decrease => flow and pressure depend on the drilling plan
Discussion
Necessary parameters for selecting drilling: housing, duct, fan
equations: flow = f(frequency, static pressure)
Discussion
Calculation of speeds for 2 frequencies
=> Modification of the drilling parameters so that speeds are as desired (speed, uniformity)
123 123 123 123 123 123 123 123 123 124 124 124 124 124 124 124 124 125 125 125 125 125 125 125 125 126 126 126 126 126 1262,48 2,48 2,48 2,48 2,48 2,48 2,48 2,48 2,48 3,30 3,30 3,30 3,30 3,30 3,30 3,30 3,30 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,95 4,95 4,95 4,95 4,95 4,950 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐4,9 4,7 5,3 5,3 5,4 5,4 5,4 5,7 5,7 5,1 5,5 5,8 5,8 5,8 5,8 5,6 5,2 5,2 4,6 5,0 5,2 5,2 5,3 5,3 5,0 5,3 5,3 4,6 5,1 5,3 5,33,9 5,0 5,9 5,9 5,5 5,8 5,8 5,2 4,6 4,2 4,8 5,6 5,6 5,0 5,5 5,5 5,0 4,4 3,8 4,2 4,7 4,7 4,5 4,6 4,6 4,6 4,6 4,0 4,5 4,6 4,64,7 5,8 7,0 7,0 6,5 7,0 7,0 6,3 4,4 4,0 6,0 7,0 7,0 6,3 7,0 7,0 6,3 4,4 3,3 5,1 6,1 6,1 5,7 6,1 6,1 5,6 4,0 3,1 5,0 6,0 6,04,4 5,3 6,4 6,4 5,9 6,6 6,6 5,9 4,1 3,9 5,9 6,9 6,9 6,2 6,9 6,9 6,2 4,3 3,3 5,1 6,1 6,1 5,7 6,2 6,2 5,7 4,1 3,3 5,1 6,3 6,33,2 3,8 4,5 4,5 4,2 4,8 4,8 4,3 3,0 3,0 4,4 5,2 5,2 4,7 5,3 5,3 4,7 3,3 2,5 4,0 4,8 4,8 4,4 4,8 4,8 4,5 3,2 2,6 4,1 5,0 5,02,4 3,3 4,1 4,1 3,7 3,8 3,8 3,3 2,1 1,8 3,0 3,5 3,5 3,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,6 2,5 3,1 3,13,9 5,3 6,5 6,5 5,9 6,4 6,4 5,5 3,6 3,1 5,1 6,1 6,1 5,4 6,0 6,0 5,3 3,5 2,5 4,1 5,1 5,1 4,7 5,0 5,0 4,6 3,1 2,3 3,9 4,9 4,94,8 6,3 7,7 7,7 7,0 7,8 7,8 6,8 4,3 4,0 6,4 7,7 7,7 6,8 7,7 7,7 6,8 4,5 3,2 5,4 6,7 6,7 6,1 6,7 6,7 6,1 4,1 3,1 5,3 6,6 6,65,1 5,5 6,7 6,7 6,1 7,0 7,0 6,1 5,0 4,2 6,0 7,2 7,2 6,4 7,3 7,3 6,4 4,2 3,5 5,2 6,4 6,4 5,9 6,5 6,5 5,9 4,0 3,3 5,2 6,6 6,66,4 5,9 6,9 6,9 6,7 6,7 6,2 6,7 6,7 5,7 6,1 6,1 5,3 6,5 6,5 5,3 5,7 5,7 4,8 5,3 5,3 4,6 5,6 5,6 5,2 5,6 5,6 4,7 5,2 5,2 4,86,1 5,8 6,9 6,9 6,8 6,8 6,4 7,0 7,0 5,9 6,5 6,5 5,7 7,0 7,0 5,7 6,2 6,2 5,2 5,8 5,8 5,1 6,2 6,2 5,8 6,2 6,2 5,2 5,9 5,9 5,24,5 4,4 5,2 5,2 5,3 5,3 5,2 5,7 5,7 4,8 5,4 5,4 4,8 5,8 5,8 4,8 5,2 5,2 4,4 4,9 4,9 4,4 5,3 5,3 5,0 5,4 5,4 4,5 5,2 5,2 4,60,0 0,0 0,0 2,5 3,2 3,2 3,2 3,5 3,5 3,0 3,4 3,4 3,1 3,8 3,8 3,2 3,4 3,4 2,9 3,3 3,3 2,9 3,6 3,6 3,4 3,6 3,6 3,0 3,5 3,5 3,2
‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐1,2 1,4 1,5 1,5 1,5 1,5 1,4 1,5 1,5 1,3 1,4 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,4 1,4 1,2 1,3 1,4 1,4 1,4 1,4 1,3 1,4 1,4 1,2 1,4 1,4 1,41,0 1,4 1,5 1,5 1,3 1,5 1,5 1,3 1,2 1,1 1,3 1,5 1,5 1,3 1,5 1,5 1,3 1,1 1,0 1,1 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,0 1,2 1,2 1,21,2 1,7 1,8 1,8 1,7 1,8 1,8 1,6 0,0 0,0 1,6 1,8 1,8 1,7 1,8 1,8 1,7 0,0 0,0 1,3 1,6 1,6 1,5 1,6 1,6 1,5 0,0 0,0 1,3 1,6 1,61,1 1,6 1,7 1,7 1,6 1,8 1,8 1,5 0,0 0,0 1,5 1,8 1,8 1,6 1,8 1,8 1,6 0,0 0,0 1,3 1,6 1,6 1,5 1,6 1,6 1,5 0,0 0,0 1,4 1,6 1,60,8 1,2 1,3 1,3 1,2 1,3 1,3 1,1 0,0 0,0 1,2 1,4 1,4 1,2 1,4 1,4 1,2 0,0 0,0 1,0 1,2 1,2 1,2 1,3 1,3 1,2 0,0 0,0 1,1 1,3 1,30,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00,0 1,5 1,7 1,7 1,4 1,6 1,6 1,4 0,0 0,0 1,3 1,6 1,6 1,4 1,6 1,6 1,4 0,0 0,0 1,1 1,3 1,3 1,2 1,3 1,3 1,2 0,0 0,0 1,0 1,3 1,30,0 1,8 2,0 2,0 1,8 2,0 2,0 1,7 0,0 0,0 1,7 2,0 2,0 1,8 2,0 2,0 1,8 0,0 0,0 1,4 1,8 1,8 1,6 1,7 1,7 1,6 0,0 0,0 1,4 1,7 1,71,1 1,6 1,8 1,8 1,6 1,9 1,9 1,6 1,3 1,1 1,6 1,9 1,9 1,7 1,9 1,9 1,7 1,1 0,9 1,4 1,7 1,7 1,5 1,7 1,7 1,6 0,0 0,0 1,4 1,7 1,71,4 1,6 1,8 1,8 1,8 1,8 1,6 1,8 1,8 1,5 1,6 1,7 1,7 1,7 1,7 1,4 1,5 1,5 1,3 1,4 1,5 1,5 1,5 1,5 1,4 1,5 1,5 1,2 1,4 1,4 1,41,4 1,7 1,8 1,8 1,8 1,8 1,7 1,8 1,8 1,5 1,7 1,8 1,8 1,8 1,8 1,5 1,6 1,6 1,4 1,5 1,6 1,6 1,6 1,6 1,5 1,6 1,6 1,4 1,5 1,6 1,61,1 1,4 1,5 1,5 1,5 1,5 1,4 1,5 1,5 1,2 1,4 1,5 1,5 1,5 1,5 1,3 1,4 1,4 1,1 1,3 1,4 1,4 1,4 1,4 1,3 1,4 1,4 1,2 1,4 1,4 1,40,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐
DiscussionGeneration of the drilling plan for the selected parameters, identifying limits of housing for verification
numéro du premier logement : 120120 120 120 120 120 120 121 121 121 121 121 122 122 122
absc. début cage/gaine 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 1,65 1,65 1,65
1 2 3 4 5 6 7 854‐D 54‐D 54‐D 54‐D 54‐D 54‐D 54 54‐D0,07 0,32 0,57 0,90 1,15 1,40 1,65 1,7215,8 15,8 15,8 15,8 15,8 15,8 11,6 15,8
1 2 3 4 5 6 7 854‐D 54‐D 54‐D 54‐D 54‐D 54‐D 54 54‐D0,07 0,32 0,57 0,90 1,15 1,40 1,65 1,72‐15,8 ‐15,8 ‐15,8 ‐15,8 ‐15,8 ‐15,8 ‐20,0 ‐15,8
1ère ligne côté droitdiamètre
distance ventilateurdistance pliure
n° logement
1ère ligne côté gauche
Géométrie de perçage choisie
n° trou
n° trou
diamètre (mm)distance ventilateur (m)
distance pliure (cm)