"Colloque Lille 2017" Séquence 7a4 EN

1. AMBIGAINE: a tool to aid the drilling of air
circulation ducts in feeding rooms
P. Robin1, G. Amand2 , M. Pertusa2
1INRA, 2ITAVI - France

2. Lille - 22 to 24 February 2017
Livestock 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

3. Reminder about the
problem of air circulation
via ducts

4. air circulation via ducts
uniformity
within housing
Corridor
Housing 1.
(start of row)
Housing 2.
(middle of row)
Housing 3.
end of row
Fan
duct

5. Reminder of physical
phenomena

6. 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

7. Blowing air through a duct
– Fan-blown air (example FANCOM 3463 17,000 m3/h)
• Static pressure
increases with
frequency
• Flow too
• Flow decreases
if static
pressure
increases

8. 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 sides
of 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?)

9. 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

10. 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

11. 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

12. Presentation of the tool
to help calculate duct
perforations

13. Discussion
 Necessary parameters for selecting drilling:
housing, duct, fan

14. Discussion
 Necessary parameters for selecting drilling:
housing, duct, fan

15. Discussion
 Necessary parameters for selecting drilling:
housing, duct, fan
 equations: flow = f(frequency, static pressure)

16. Discussion
 Calculation of speeds for 2 frequencies
=> Modification of the drilling parameters so that speeds are
as desired (speed, uniformity)
123 123 123 123 123 123 123 123 123 124 124 124 124 124 124 124 124 125 125 125 125 125 125 125 125 126 126 126 126 126 126
2,48 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 4,95
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
‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐
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 5,3
3,9 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 4,6
4,7 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 6,0
4,4 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 6,3
3,2 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 5,0
2,4 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 3,1
3,9 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 4,9
4,8 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 6,6
5,1 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 6,6
6,4 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 4,8
6,1 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 5,2
4,5 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 4,6
0,0 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 1,4
1,0 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 1,2
1,2 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 1,6
1,1 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 1,6
0,8 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 1,3
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 0,0
0,0 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 1,3
0,0 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 1,7
1,1 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 1,7
1,4 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 1,4
1,4 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 1,6
1,1 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 1,4
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 0,0
‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐

17. Discussion
Generation of the drilling plan for the
selected parameters, identifying limits of
housing for verification
numéro du premier logement : 120
120 120 120 120 120 120 121 121 121 121 121 122 122 122
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 8
54‐D 54‐D 54‐D 54‐D 54‐D 54‐D 54 54‐D
0,07 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 11,6 15,8
1 2 3 4 5 6 7 8
54‐D 54‐D 54‐D 54‐D 54‐D 54‐D 54 54‐D
0,07 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 droit
diamètre
distance ventilateur
distance pliure
n° logement
1ère ligne côté gauche
Géométrie de perçage choisie
n° trou
n° trou
diamètre (mm)
distance ventilateur (m)
distance pliure (cm)

18. Any questions?