家畜環(huán)境衛(wèi)生學(xué)第3章 熱環(huán)境(一)ppt課件

1、 第3章 熱環(huán)境提要：熱環(huán)境是指與動(dòng)物熱交換直接相關(guān)的氣候要素，包括溫度、濕度、氣流。熱環(huán)境對(duì)動(dòng)物消費(fèi)和安康產(chǎn)生深化的影響，是影響動(dòng)物生長(zhǎng)、發(fā)育、繁衍的最關(guān)鍵的要素之一。本章在引見與動(dòng)物熱調(diào)理有關(guān)概念的根本上，系統(tǒng)論述了熱環(huán)境變化的規(guī)律，分析了熱環(huán)境對(duì)動(dòng)物消費(fèi)和安康影響的根本規(guī)律，并論述了提高不同熱環(huán)境中動(dòng)物消費(fèi)力的技術(shù)與措施，主要內(nèi)容：論述產(chǎn)熱和散熱機(jī)制，論述影響產(chǎn)熱和散熱的要素；論述等熱區(qū)、臨界溫度等概念與實(shí)際及在動(dòng)物消費(fèi)中的運(yùn)用；論述空氣溫度、體溫的有關(guān)概念，分別論述了高溫與低溫對(duì)動(dòng)物生理機(jī)能、消費(fèi)性能和安康的影響規(guī)律，提出了提高炎熱和冰冷環(huán)境動(dòng)物消費(fèi)力的技術(shù)措施；論述濕度和氣流的有關(guān)概

2、念，論述空氣濕度和氣流等環(huán)境因子的變化對(duì)動(dòng)物生理機(jī)能、消費(fèi)性能和安康的影響，提出合理組織通風(fēng)，防止畜舍潮濕以提高動(dòng)物消費(fèi)力的措施；還論述了空氣熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)的根本方法。氣候meteorology是大氣下層對(duì)流層所發(fā)生的冷、熱、干、濕、風(fēng)、云、雨、雪、霜、霧、雷、電等各種物理景象和物理形狀的統(tǒng)稱。氣候要素在一定時(shí)間和空間內(nèi)變化的結(jié)果所決議的大氣物理形狀如陰、晴、風(fēng)、雨等稱為“天氣weather。氣候climate是指某地域多年所特有的天氣情況。所謂“小氣候miroclimate是指由于地表性質(zhì)不同，或人類和生物的活動(dòng)所呵斥的小范圍內(nèi)的特殊氣候，例如農(nóng)田、牧場(chǎng)、溫室、畜舍等的小氣候。熱環(huán)境ther

3、mal environment是指直接與家畜體熱調(diào)理有關(guān)的外界環(huán)境要素的總和，包括熱輻射、溫度、濕度、氣流等，它們是影響家畜安康和消費(fèi)的極為重要的外界環(huán)境要素。熱環(huán)境可表現(xiàn)為炎熱、冰冷或暖和、涼爽?？諝鉄崆闆r取決于熱輻射、氣溫、氣濕和氣流等要素的綜協(xié)作用。3.1.1.動(dòng)物體溫 體溫的概念1、體溫 體溫是指身體深部體核的溫度deep-body temperature or core temperature,是衡量恒溫動(dòng)物熱平衡的獨(dú)一可靠的目的。普通以直腸溫度rectal temperature作為內(nèi)部體溫的代表。3.1.熱環(huán)境與動(dòng)物熱調(diào)理2、皮溫皮膚外表的溫度稱為“皮溫skin temperat

4、ure。平均體溫可按公式4-1估計(jì)之：平均體溫=0.7直腸溫度Tr+0.3平均皮膚溫度 Ts (式4-1)由于皮溫隨部位而不同,所以應(yīng)根據(jù)不同部位面積大小計(jì)算平均皮溫(mean shin temperature)。平均皮溫=0.25T軀干上部+0.25T軀干下部+0.32T四肢上部+0.12T四肢下部+0.02T垂皮+0.04T耳 (式4-2)體溫變化不同種類動(dòng)物的體溫不同，同一種類不同種類、不同年齡的動(dòng)物體溫也稍有差別。動(dòng)物體溫的差別與動(dòng)物機(jī)體的代謝強(qiáng)度和體表的隔熱才干有關(guān)。普通的規(guī)律是代射強(qiáng)度高，體表隔熱才干強(qiáng)的動(dòng)物體溫較高，反之那么體溫較低；幼齡動(dòng)物體溫較高，成年動(dòng)物體溫較低。各種家畜正

5、常體溫見表4-1 表4-1 各種家畜的直腸溫度rectal temperatures 家畜種類直腸溫度（OC）平均變化范圍雞（fowl)41.740.043.0鴨（duck）40.740.241.2 鵝（goose）40.840.041.3 兔（rabbit）39.538.640.1 豬（pig）39.238.739.8 肉牛（beaf cattle）38.336.739.1 乳牛（milk cow）38.638.039.3 水牛（buffalo）37.836.138.5 牦牛（yak）38.337.039.7 黃牛（yellow cattle）38.237.938.6 綿羊（sheep）39

6、.138.339.9 山羊（gaot）39.138.539.7表4-1 各種家畜的直腸溫度rectal temperatures 家畜種類直腸溫度（OC）平均變化范圍 馬（horse）37.637.240.7 驢（donkey）37.436.438.4 騾（mule）38.538.039.0 駱駝（camel）37.834.240.7 狗（dog）38.937.939.9 貓（cat）38.638.139.2 水貂（mink）40.239.740.8 銀狐（silver fox）4039.440.9 豚鼠（cavy）39.539.040.0 大白鼠（rat）3938.539.5小白鼠（mous

7、e）3837.039.03.1.2.產(chǎn)熱 3.1.2.1. 動(dòng)物產(chǎn)熱的主要方式:1、根底代謝產(chǎn)熱 是指動(dòng)物處于饑餓、休憩靜臥清醒、溫度適宜20OC、消化道沒有營養(yǎng)可吸收、清醒、安靜形狀下的產(chǎn)熱量。 成年動(dòng)物不論體艱苦小，根底代謝產(chǎn)熱量均可以下式估計(jì)： 根底代謝=K1W0.75(kJ/d) (式4-5) 式中：W為動(dòng)物質(zhì)量kg；K1為單位代謝體重的平均根底代謝產(chǎn)熱量kJ/kgd。2、體增熱 當(dāng)動(dòng)物休憩于舒式的環(huán)境中，產(chǎn)熱量取決于采食量。饑餓動(dòng)物因采食而添加的產(chǎn)熱量被稱為體增熱(heat increment,HI)。體增熱也被稱為“熱增耗、“增生熱或“特殊動(dòng)力作用。3、消費(fèi)代謝產(chǎn)熱 消費(fèi)代謝產(chǎn)熱是

8、指動(dòng)物消費(fèi)產(chǎn)品如生長(zhǎng)、繁衍、產(chǎn)乳、產(chǎn)蛋、產(chǎn)毛等或勞役而添加的產(chǎn)熱量。通常凈能中的能量在滿足維持代謝需求后剩余部分用于消費(fèi)產(chǎn)品，在動(dòng)物產(chǎn)品的構(gòu)成過程中，一直伴隨著熱量的產(chǎn)生。4、活動(dòng)產(chǎn)熱 活動(dòng)產(chǎn)熱是指動(dòng)物因起臥、站立、步行、自在運(yùn)動(dòng)、尋食、飲水、爭(zhēng)斗、順應(yīng)環(huán)境變化和其它生理活動(dòng)等而添加的產(chǎn)熱量。3.1.2.2.影響動(dòng)物產(chǎn)熱的要素1、年齡2、性別3、營養(yǎng)情況4、消費(fèi)程度5、采食量6、活動(dòng)量7、個(gè)體大小3.1.3.散熱3.1.3.1.動(dòng)物散熱的方式1、輻射散熱 輻射radiation是指物體外表以電磁波方式延續(xù)釋放能量的過程，這種能量可以不經(jīng)過中間介質(zhì)而傳送。溫度大于絕對(duì)零度0K或-273OC任何物

9、體都能放出輻射能，其輻射波長(zhǎng)隨輻射體溫度升高而逐漸變短。輻射散熱是指動(dòng)物與周圍環(huán)境可度量間隔內(nèi)物體之間以電磁波方式進(jìn)展的熱交換。動(dòng)物一方面經(jīng)過長(zhǎng)波輻射散熱，另一方面又從環(huán)境輻射得熱。動(dòng)物的輻射散熱減去環(huán)境輻射得熱，才是凈輻射散熱 凈輻射散熱量主要取決于動(dòng)物體表輻射面的面積和輻射面溫度與環(huán)境溫度的差。因此動(dòng)物的凈輻射散熱量可以下式表示之：Qr=Ar1T4bs-2T4a 式4-8式中：Ar是動(dòng)物可發(fā)生輻射熱交換的體外表積m2，是斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)5.6710-8W/m2K4；1是動(dòng)物體表的發(fā)射率emissivity；2是環(huán)境的發(fā)射率；Tbs是動(dòng)物體外表溫度K；Ta是環(huán)境的平均輻射溫度K。 Qr=

10、Ar1T4bs-2T4a從公式中可以看出：在其他要素一定的情況下，當(dāng)環(huán)境溫度低于動(dòng)物輻射面溫度時(shí)，動(dòng)物散失熱量，其凈輻射散熱為正值；當(dāng)環(huán)境溫度高于動(dòng)物輻射面溫度時(shí)，動(dòng)物獲得熱量，其凈輻射散熱為負(fù)值；當(dāng)環(huán)境溫度與動(dòng)物輻射面溫度相等時(shí)，動(dòng)物失熱，其凈輻射散熱為零。開氏溫標(biāo)Kelvin：以絕對(duì)零度為基點(diǎn)的溫度標(biāo)尺。絕對(duì)零度即460/-273.15，在此溫度下分子停頓運(yùn)動(dòng)0273.15K。 Tt +273 開氏溫標(biāo)，用符號(hào)K表示。是建立在卡諾循環(huán)根底上的熱力學(xué)溫標(biāo)。規(guī)定攝氏零度以下273.15為零點(diǎn)，稱為絕對(duì)零點(diǎn)。其分度法與攝氏溫標(biāo)一樣即絕對(duì)溫標(biāo)上相差1K時(shí)，攝氏溫標(biāo)上也相差1；所不同的只是絕對(duì)溫標(biāo)上

11、水的冰點(diǎn)定為273.15K，沸點(diǎn)定為373.15K。目前中國已規(guī)定采用這種熱力學(xué)溫標(biāo)。1714年,華倫海脫(Daniel Gabriel Farenheit)制定了華氏溫標(biāo)，溫度丈量有了共同的規(guī)范,可以對(duì)不同的地點(diǎn),不同時(shí)間及各人所丈量的溫度值進(jìn)展比較。Farenheit曾發(fā)現(xiàn)氣壓表的水銀柱高度隨溫度而變化，這就促使他開場(chǎng)對(duì)水銀溫度計(jì)進(jìn)展研討 在溫度計(jì)上，0攝氏度對(duì)應(yīng)32華氏溫度。100攝氏度對(duì)應(yīng)212華氏溫度。將攝氏度轉(zhuǎn)成華氏度，直接乘以9，除以5，再加上32即可。t=F-325/9 2、傳導(dǎo)散熱傳導(dǎo)散熱heat loss of conduction是指直接接觸的兩物體經(jīng)過分子或原子的振動(dòng)或

12、旋轉(zhuǎn)等將熱量從高溫處向低溫處傳送的過程?？諝馐菬岬牟涣紝?dǎo)體，動(dòng)物體表經(jīng)過空氣傳導(dǎo)散失熱的熱量有限。傳導(dǎo)散熱可以下式粗略表示：Qcd=AcdKTbs-Ta 式4-10式中：Qcd為傳導(dǎo)散熱量W；Acd為動(dòng)物體表與冷物體直接接觸的有效面積m2；K為物體的傳熱系數(shù)W/m2；Tbs和Ta分別為動(dòng)物體表和環(huán)境的溫度。 3、對(duì)流散熱對(duì)流convection是指流體如空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。對(duì)流散熱是動(dòng)物與流體氣體或液體之間分子相對(duì)位移呵斥的熱傳送。對(duì)流散熱量取決于散熱面的面積和散熱溫度與空氣溫度之差，可粗略以下式表示之：Qcv=AcvhTbs-Ta 式4-11式中：Qcv為對(duì)流散熱量；Acv為運(yùn)動(dòng)可供對(duì)流的體外表

13、積m2；h為對(duì)流系數(shù)W/m2；Ta和Tbs分別為氣溫暖體表溫度。4、蒸發(fā)散熱動(dòng)物的蒸發(fā)散熱Heat loss of evaporation是指動(dòng)物體表水從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)吸收動(dòng)物體熱量的過程。1皮膚蒸發(fā) 皮膚蒸發(fā)的機(jī)制有二：一為浸透蒸發(fā)diffusion evaporation，即皮膚組織水分經(jīng)過上皮向外浸透，水分在皮膚外表蒸發(fā)。由于浸透蒸發(fā)不見有水滴，常稱為“隱汗蒸發(fā)insensible perspiration evaporation。在普通天氣條件下，人每天的隱汗蒸發(fā)量為600800ml，為呼吸蒸發(fā)的二倍。另一種為出汗蒸發(fā)perspiration evaporation,即經(jīng)過汗腺分泌，使

14、汗液在皮膚外表蒸發(fā)。出汗多時(shí)，常見皮膚外表有水滴殘留，故又稱為“顯汗蒸發(fā)sensible perspiration evaporation。估計(jì)皮膚蒸發(fā)散熱量的實(shí)際公式為：Qe=AeKeVnPbs-Pa式中：Qe為皮膚蒸發(fā)散熱量W；Ae為有效蒸發(fā)面積m2；Ke為蒸發(fā)常數(shù)，V為風(fēng)速m/s；n為風(fēng)速指數(shù)；Pbs和Pa分別為皮膚外表及外界空氣水汽壓mbar，1bar=100kPa。 2呼吸道蒸發(fā) 呼吸道黏膜潮濕、溫度高、水汽壓大，空氣的水汽壓普通相對(duì)較低，當(dāng)水汽壓較低的空氣經(jīng)過呼吸道時(shí)，呼吸道黏膜的水分子很容易從空氣中逸出而發(fā)生蒸發(fā)作用；估計(jì)呼吸蒸發(fā)散熱量的理公式為：Qre=KeVrPbs-Pa式中：Qre為呼吸蒸發(fā)散熱量W；Vr為呼吸量L/h；Ke、Pbs及Pa與前式一樣。 Ke為蒸發(fā)常數(shù)，