湿帘风机系统温室夏季内部温度场的动态特性试验及CFD模拟

为了解温室内部温度场的动态变化过程,优化传统的通风控制系统。对机械通风下的连栋薄膜温室的温度场的动态变化进行了试验,并根据试验温室的几何结构和试验数据,使用CFD方法对试验温室进行数值建模,在模型中考虑了太阳辐射和热辐射,应用FLU-ENT软件进行模拟计算。通过在试验温室采集到的关键位置的温度数据,与模拟结果比较发现CFD数值模拟的室内温度变化的趋势与试验测试的结果基本一致。     

基于CFD的不同走向大跨度保温型温室温度场模拟

大跨度保温型温室是针对日光温室之间南北间距较大,土地利用效率不高而设计的。该温室可将日光温室南北间距缩减为2m以内,同时具有日光温室的良好保温特征,但一直以来缺乏对该大跨度保温型温室的光温性能评价。本研究利用计算流体力学软件(Computational fluid dynamics,CFD)构建三维稳态温室模型,模拟不同走向对温室光温环境的影响,为温室建设提供理论依据。在模型中采用太阳射线追踪法加载太阳辐射,通过离散坐标辐射模型(Discrete ordinates,DO)模拟热辐射的影响。将模拟结果与试验测量结果进行对比,模型模拟值与实测值绝对偏差在0.3~2.1℃范围内,验证了构建的CFD温室模型的准确性。利用已验证的模型模拟结构尺寸完全相同,走向分别为东西与南北的2栋温室内的温度场分布情况,比较分析不同时刻(6个案例)温室内温度场差别。模拟结果表明,在上午10:00和下午14:00,2种走向温室内温度差异不明显在正午12:00,南北走向温室内温度比东西走向温室高2.8℃。在室温分布均匀性方面,利用CFD后处理软件提取6个案例在每一节点处的模拟值,统计6个案例温室温度的相对标准偏差,结果表明,在早、中、晚的3个时间段内,南北走向温室的RSD值均低于东西走向温室。综合模拟与测试结果表明,双拱大跨度保温型温室在北方地区应选用南北走向,温室的光照分布、温度分布都优于东西走向。     

冷藏库预冷降温过程中温度场的数值模拟与试验研究

【目的】深入了解冷藏库预冷降温过程中的温度特性,提高冷藏库设计与管理水平。【方法】利用计算流体力学(CFD)软件Fluent,采用κ-ε紊流模型和非稳态求解方法,选择合适的边界条件,对冷藏库预冷降温过程进行二维非稳态数值计算,得到了不同时刻的温度场,并通过试验对模拟结果进行验证。【结果】模拟温度与实测温度的变化趋势一致,最大误差为3%,二者具有较好的线性拟合度,其拟合曲线的R2=0.7412,SE=3.1225。【结论】数值模拟能够较好地反应冷藏库预冷过程中的温度变化。     

冬季日光温室温度场优化研究

针对冬季寒冷地区温室作物质量与产量不理想的问题,建立温室CFD模型。对冬季哈尔滨地区某温室温度分布情况做模拟分析,验证模型准确性。温室冬季无空气流通,加热源热量扩散不充分,温室内部温度分布不均匀,大部分区域不能达到植物生长的适宜温度。根据温度场的分布状况,提出利用内循环风扇来优化温室内气流组织方法,充分利用未扩散的热能,提升温室内温度,优化温度场均匀性,验证效果良好。     

基于CFD的LED补光灯模型构建与验证

为明确植物工厂CFD环境模拟中LED补光灯的边界条件设置,构建单层LED补光栽培架(原型),并根据原型在CFD软件中建立规格一致的栽培架三维模型,对三维模型进行模拟分析,将得到的模拟值与原型实测值进行对比分析,验证LED灯边界条件设置的可行性。在模型中将LED补光灯分为反应器和灯罩两部分,反应器为LED补光灯的灯板,设置为热源边界条件,根据红、蓝灯珠数量及其对应的电光转化效率计算其单位体积散热量,灯罩为LED补光灯表面的塑料壳,起保护灯珠的作用,设置为导热材料,将三维模型的风速、温度模拟值与栽培架原型的实测风速值、温度值进行对比,结果表明:1)栽培架三维模型中LED补光灯的散热量为34 166 W/m3;2)通过模拟值与实测值对比,30个测点实测风速值与CFD模拟风速值的均方根误差为0.06,46个测点实测温度值与CFD模拟温度值的均方根误差为2.63,模拟值与实测值吻合良好。在植物工厂CFD模拟中,可以将LED补光灯反应器设置为热源、灯罩设置为导热材料。     

阶梯笼雏鸡舍热水散热风机进风角度CFD模拟与效果测试分析

为研究热水散热风机供暖系统进风角度对阶梯笼雏鸡舍供暖效果的影响,利用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)模拟不同进风角度(30°、37.5°、45°和60°)下鸡舍气流场和温度场变化,并通过现场试验验证模型.结果表明,与其他进风角度比,进风角度45°时鸡笼内温度分布与气流场分...     

层叠式笼养肉鸭舍秋季最小通风的环境参数测试及分析

本研究旨在探讨最小通风模式对层叠笼养肉鸭舍内环境参数的影响。选择秋季肉鸭育肥后期(32～35日龄)进行试验,通过检测鸭舍内温度、湿度、风速、NH_3质量浓度、CO_2质量浓度,构建鸭舍CFD模型,模拟并分析温度场与气流场分布特征。结果表明:连续测试4 d,舍外温度6.31～26.12℃,舍内气温15.98～24.85℃;舍外相对湿度13.74%～91.49%,舍内相对湿度28.94%～79.68%;舍内风速波动范围0.30～0.81 m/s,CO_2与NH_3质量浓度变化范围分别为1 462～2 798 mg/m~3、0.05～0.87 mg/m~3。模拟试验鸭舍温度场与气流场,模拟仿真值与实测值间相对误差为0.8%～1.3%,说明所建CFD模型数值模拟与试验数据间高度吻合。每层鸭笼水平剖面温度场与气流场分布模拟结果分别揭示了各层面纵向中部温度均高于两端区域,以及各层中部至风机处气流流速均大于其他区域;此外,南北两侧对称分布通风小窗进入气流形成对冲并汇聚,致使气流分布不均。该研究可为层叠笼养鸭舍结构优化设计与环境调控提供参考。     

不同墙体材料对食用菌工厂化菇房环境的影响

为促进食用菌工厂化生产,通过对不同材料墙体的食用菌菇房内外温度、湿度的测定和分析,研究了墙体材料对菇房环境的影响。结果表明:以聚苯板为墙体,其7月温度日平均值为21℃,比砖混墙体菇房内温度低4℃,其夏季隔热性能显著强于砖混墙体的菇房;两种材料墙体的菇房在夏季保湿和冬季保温上差异不明显;以砖混为墙体,在冬季保湿上明显好于聚苯板墙体,其1月菇房内湿度日平均值稳定维持在40.1%,而聚苯板墙体的菇房内湿度只能维持在25.2%。     

夏季屋顶全开型温室遮阳网降温调控的CFD分析

为研究遮阳网对屋顶全开型温室夏季降温的影响,建立屋顶全开型温室的计算流体动力学(CFD)模型,在上海地区进行夏季试验。通过对比试验实测值与模拟值验证了模型的有效性,并利用试验和CFD模型分析了遮阳网对温室降温的影响,结果表明,遮阳网的使用层数对温室降温影响明显,2层遮阳网下温室室内外温差为4.5℃,1层遮阳网下为3.7℃,无遮阳网为1.3℃;利用CFD模拟分析了增加外遮阳网后的温室内温度场,在基本满足植物生长光照要求的情况下,温室接收的太阳总辐射降为176.3 W/m~2,室内平均温度降为37.6℃,温室内局部高温状况也被大大缓解。     

基于CFD的花卉温室夏季机械通风模拟

为了研究实际花卉温室中夏季机械通风温度场和气流场对于花卉作物生长的影响,采用流体力学软件ANSYS FLUENT 19.0对温室进行三维计算流体动力学(CFD)模拟。通过在温室中布置温度测点,分析夏季机械通风模式下的温度分布规律;采用k-ε模型(RNG)对温室室内小气候进行模拟,离散纵坐标(DO)辐射模型进行室内辐射模拟,控制算法采用PISO算法,压力分散采用体积力加权法;设置求解器进行稳态分析,变量残差收敛的标准设为10~(-4)。在试验条件下,计算结果与试验结果吻合较好,模拟速度场误差范围在0.5%～24.6%,模拟温度在实测温度附近波动,RMSE=1.982 6,MAE=2.153 4,温度模拟值与实际值的绝对误差最大值小于2.5℃。模拟结果表明,夏季机械通风情况下温度场分布较均匀,适合花卉生长。     

菇床冬季管理方法

<正>秋蘑菇收获结束后,如不采取增温措施,继续生产冬蘑菇,那么,菇床就要进入冬季管理阶段了。而菇床冬季管理搞得如何,对来年春蘑菇的收成影响极大。1.搞好菇房的保温和通风。在冬季,菇房的室温最好保持在3℃以上,不使室内结冰,以防冻坏菌丝。为了能使菇房内保持这一温度,在进入冬季     

气雾栽培箱喷雾条件下温度场的CFD数值模拟

分析气雾栽培箱外部温度为18℃和20℃,18℃和22℃营养液雾化后,气雾栽培箱内部和生菜根系周围温度的变化,采用CFD(计算流体动力学)方法对气雾栽培箱内部温度场进行数值模拟与预测。结果表明:当气雾栽培箱外部温度18℃时,22℃营养液雾化后,气雾栽培箱内部温度的实测值和模拟值的差值均小于2.9℃,平均相对误差为8.1%,均方根误差为1.2℃。所建CFD模型准确有效。     

烟叶烘烤干筋期密集烤房热湿环境数值分析

以标准密集烤房为对象,建立计算流体力学(CFD)模型,运用大型模拟软件(Fluent),对烘烤干筋期密集烤房内部的温度场、湿度场及气流组织进行了系统的数值模拟.基于数值模拟结果,分析了密集烘烤典型送风参数下温度场、湿度场、气流组织分布的规律及进风口风速与烟叶间隙风速的关系.综合考虑风机能耗、叶间风速,进风口风速宜选取2.2?3m/s.     

日光温室二维及三维模拟对温度模拟结果的影响

数值模拟在温室环境研究中应用日趋广泛,正确选择温室模拟模型对模拟结果的准确性非常重要。本研究以温室夜间各表面的温度为边界条件,采用CFD软件对12m跨度温室温度环境进行二维及三维空间的稳态模拟求解。结果表明温室中间横剖面温度在三维模拟及二维模拟中空间变化趋势相同且与测试结果相近：在温室前部及温室后上部模拟值与测试值的绝对误差在5％以内,在温室中部尤其是近土壤表面误差偏大。由温室中间及距山墙1m远两个横剖面的1m高温度线分布对比结果可见,温室长度大于其跨度两倍以上时,山墙对室内中部温度环境的影响不明显,模拟温室中部横剖面的温度用二维模型可行。     

冷库不同布置方案对冷库温度均匀性的影响

利用计算流体力学(CFD)技术对存放甜瓜的冷库中的气流温度场进行模拟研究分析,研究风机间距以及货物间距对冷库温度场的影响,找出较合适的冷库布置方案。通过对比不同方案的制冷效果和冷库温度均匀性等指标,模拟结果显示,在冷库中配有3台风机的情况下,使2侧风机稍微远离中间风机布置时,温度均匀度K值更低,温度均匀性更好;而在摆放货物时要综合考虑货物与冷库墙体的距离和货物与货物之间的距离之间的关系,找出货物布置最合理的方案。通过本研究可以为冷库安装企业提供一个较为清晰的冷库布置设计思路。     

双孢菇栽培中出现的问题及对策

<正> 在双孢菇生产中,由于菇房环境条件和培养料的不适以及管理措施不当,会影响菌丝和子实体的正常生长发育,进而影响了产量和品质。 1.播种后菌丝不萌发、不吃料 播种后菌丝生长不良,菌种不萌发、不吃料,只在料面生长并出现萎缩现象。这是由于菇房内的温度、通风情况及温度不当等原因造成的。若培养料表面偏干,可及时喷过磷酸钙或磷酸二氢钾水溶液;如排过湿,则要加强菇房通风;当菇房内气温较高时,要采取降温措施,使其达到适宜的温度范围;当菇房内有氨臭味时,要及时加大通风量,在培养料面戳洞,排除氨气。     

秋防蘑菇白腐病

蘑菇白腐病是食用菌栽培中发生最为普遍、为害最严重的一种病害,秋季发病重于春季,种植户应加强防治.具体措施如下: 1.在菇床温、湿度不影响蘑菇生长发育的条件下,应经常开窗通风,降低房内温、湿度,将房内空气相对湿度控制在95％以下,温度保持在18℃以下.这样,既有利于蘑菇的生长,又不利于病菌的繁殖与侵染,可有效地减轻病害. 2.为预防病害的发生,在蘑菇出土前用1∶2∶230倍波尔多液均匀地喷洒菇床表面,也可按每10平方米的菇床用10克多菌灵或20克甲基托布津加水15千克喷洒菇床表面,能有效杀灭菇床表土病菌,大大降低病菌的感染率.     

基于有限元的辊式制粉磨辊温度场分析及试验验证

【目的】研究小麦制粉生产中的磨辊温度场分布和变化的规律.【方法】试验以制粉中的磨辊为研究对象,建立磨辊二维瞬态温度场数值模型,利用有限元分析软件ANSYS对磨辊瞬态温度场进行求解分析,并通过磨辊表面温度实测数据与模拟结果的对比,验证数值模型和模拟结果的可靠性.【结果】在制粉开始阶段,辊体表面温度由25℃迅速升高至60℃左右;然后温度上升速率逐渐减小,直至稳定在65.6℃左右的高温状态;辊体表面温度沿着辊体一端至另一端呈现中间高两端低的分布;不同转速下磨辊表面温度上升规律基本一致,转速越高时,磨辊温度上升越快,上升幅度越大.【结论】研究结果可为磨辊的设计和优化及磨辊温度的降低提供理论依据.     

双孢菇出菇障碍及应对策略

1．播种后茵丝滞长。接种后菌丝生长不良，表现为菌种不萌发、不吃料，菌丝只在料面生长或出现萎缩现象。主要原因是：菇房内温度、湿度不当及通风不畅。解决方法：当菇房内温度较高时，要采取降温措施，使其达到22～25℃；若培育料表现偏干，可及时喷0．3％过磷酸钙或磷酸二氢钾溶液；若料面过湿，则要加强菇房通风；如菇房有氨臭时，要加大通风量，并在料面戳洞，排除氨气。     

应用ENVI-met模型模拟三维植被场景温度分布

为深入研究地表温度异质性机理,引入三维小气候模式ENVI-met 开展三维植被场景的温度场模拟。以离散 分布的山杨、侧柏和油松人工林场景为例,在实测的气象要素、土壤水分、植被结构、叶面积指数和组分温度等的基 础上,进行了敏感性分析和试验验证。敏感性分析结果表明:土壤相对湿度对模拟土壤温度场最为敏感,太阳辐射 比例因子对模拟植被温度场最为敏感。验证结果表明:ENVI-met 能准确模拟三维植被温度场的分布规律,模拟值 与实测值较为接近(最高R20.9,最小RMSE0.6 K)。