Моделирование температурно-влажностного режима в пчелином улье
Simulation of temperature and humidity conditions in a bee hive

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

пчеловодство, «Comsol», моделирование, микроклимат, температура, влажность, beekeeping, simulation, microclimate, temperature, humidity

АННОТАЦИЯ

Авторы: Оськин Сергей Владимирович, Лоза Андрей Александрович, Федак Сергей Михайлович

Много ученых и просто пчеловодов изучают поведение пчел, способы создания и поддержания ими параметров микроклимата. Особенно интересно их существование в зимний период, когда они находятся в клубе и их жизненные процессы замедлены. На основе ранее проведенного моделирования основных процессов в пчелином улье было проведено дальнейшее исследование температурно-влажностного режима и установлены параметры, на него влияющие. Использование интерфейсов ПО Comsol «Heat Transfer», «Transport of Diluted Species» и «Laminar Flow» позволило получить изображения влажностных и температурных полей в улье в зависимости от наружной температуры воздуха. Установлено, что при колебаниях окружающего улей воздуха от минус 28 °С до плюс 15 °С пчелы стабильно держат в клубе температуру около 30 °С. При низких температурах внутренние стенки улья охлаждаются практически до температуры наружного воздуха. Все полученные результаты хорошо согласуются с литературными данными и соответствуют природному состоянию пчел. При низких температурах вне улья пчелы поедают больше меда, идет больше выход влаги из клуба и происходят повышенные потери тепла с вентиляцией. Исследование траекторий движения воздуха внутри улья позволяет дать рекомендации пчеловодам по улучшению вентиляции задней части улья. Наблюдается повышенная влажность задней стенки улья и потолка. Если в процессе зимовки произойдут нарушения вентиляционных потоков воздуха, то необходимо также принять меры по снижению влаги в застойных зонах применением влагопоглощающих материалов. Использование пчеловодами деревянных ульев позволяет снизить влажность в улье за счет адсорбции влаги стенками жилища.

Abstract:

NAME: Simulation of temperature and humidity conditions in a bee hive
AUTOR: Oskin Sergey Vladimirovich, Loza Andrey Aleksandrovich, Fedak Sergey Mikhailovich

Many scientists and just beekeepers study the behavior of bees, how they create and maintain microclimate parameters. Their life in winter is especially interesting, when they are in the club and their life processes are slowed down. Based on the previous modeling of the main processes in the bee hive, a further study of the temperature and humidity regime was carried out and the parameters affecting it were established. The use of the Comsol software interfaces “Heat Transfer”, “Transport of Diluted Species” and “Laminar Flow” made it possible to obtain images of humidity and temperature fields in the hive depending on the external air temperature. It was established that when the surrounding hive fluctuates from minus 28 °C to plus 15 °C, the bees stably keep a temperature of about 30 °C in the club. At low temperatures, the inner walls of the hive are cooled almost to outside air temperature. All obtained results are in good agreement with the literature data and correspond to the natural state of bees. At low temperatures outside the hive, bees eat more honey, there is more moisture coming out of the club and there is increased heat loss with ventilation. The study of air trajectories inside the hive allows you to give recommendations to beekeepers to improve the ventilation of the back of the hive. There is increased humidity in the rear wall of the hive and ceiling. If air ventilation flows are disturbed during wintering, it is also necessary to take measures to reduce moisture in stagnant areas using moisture-absorbing materials. The use of wooden hives by beekeepers allows you to reduce the humidity in the hive due to the adsorption of moisture by the walls of the hive.