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。     

温室光环境及其在立柱栽培中的应用

光照状况是影响日光温室生产力的重要因素,温室光环境由光照度、光照时数、光照分布和光质四个方面内容构成.本文从温室结构、覆盖材料、光环境监控以及设施补光等几方面综述了温室光环境理论和温室光环境调控技术的研究进展.针对温室内光照度和光照分布状况提出了将立柱栽培引入到矮生叶菜、花卉类的温室生产中时会产生光照分布不均匀的问题,探讨了以光环境建模为基础,结合采光调控理论并借助补光措施来改善温室立柱栽培中作物光照条件的研究思路.     

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。     

基于Ecotect的光伏温室内光环境分析

为研究光伏面板对温室内太阳辐射分布的影响,应用基于Ecotect的三维(three dimensional,简称3D)光伏温室模型对光伏温室内光环境进行模拟分析。将光伏温室内的太阳辐射模拟结果与试验测量值进行对比可知,其平均误差在10%以内,验证了所建立的3D光伏温室模型的准确性和可靠性。分别分析10:00、12:00、14:00、16:00等不同时刻和不同太阳高度角下光伏面板对光伏温室内阴影区域及太阳辐射分布的影响。结果表明,光伏温室能提供适宜作物生长的光照辐射环境。综合分析可知,基于Ecotect的3D温室模型可为光伏温室优化设计提供可靠的理论依据。     

冬季雾霾天气土墙日光温室热环境分析

为研究雾霾天气对温室内热环境影响规律,以山东省泰安市下挖式土墙日光温室为研究对象,分析了轻度、中度和重度雾霾天气情况下温室内温度分布。结果表明:随着雾霾污染加重,温室温度也随之降低;对轻度、中度和重度雾霾天气温室内纵向布置的温度测点分析表明,温室内测点均以温室中部测点温度最高。     

基于CFD的自然通风玻璃温室湿热环境模拟与测试

基于计算流体动力学(CFD)数值方法,以Venlo型2连栋玻璃温室为研究对象,采用离散坐标(DO)辐射模型和组分传输模型对室内空气的传输过程进行3维数值模拟,以提出在温室微环境模拟中采用辐射、对流、热传导耦合计算的新方法,从而得出温室内温度和相对湿度场的分布模式。结果表明:相对湿度模拟值与实测值平均相对误差为5.4%,温度模拟值与实测值平均相对误差为11.2%。温室内相对湿度空间分布与对应的温度分布模式类似,中部作物区温湿度分布均匀一致,其余空间温湿度分布梯度明显。     

宁夏不同类型温室内温度的时空变化规律

对宁夏贺兰县3类不同温室内的温度进行了试验观测,分析得到了不同类型温室内温度的时空变化规律。结果表明:3种不同类型温室的日变化规律一致,其中提高型温室保温性能最好,二代日光温室次之,塑料拱棚最弱。3种类型温室的季节变化趋势与室外气温的变化趋势一致。温室内温度的水平分布主要取决于与通风口的距离,距离通风口越近,温度越低。温室内温度的垂直分布在不盖苫的情况下,温度随着高度降低而降低,主要受光照影响。在盖苫的情况下,主要受通风口的影响,距离通风口越近,温度越低。     

河西走廊GN-N10B型石墙钢架日光温室温光环境分析

【目的】研究GN-N10B日光温室内的温度、光照环境特征,为设施生产中温室环境的调控及改良提供理论依据.【方法】采用TP700数据采集器和TNHY-7型农业气象监测仪,对10m跨新型日光温室结构(GN-N10B型石墙钢架日光温室)的室内气温、后墙内表面温度和光照强度进行多点连续监测.【结果】晴天条件下,温室内气温和后墙内表面温度在揭帘后(9∶30)开始升高,至14∶00和15∶00达到最高,分别为35.0℃、39.5℃,气温每小时升高4.4℃,温室内外平均温差为21.6℃;阴天条件下,温室内气温和后墙内表面温度在10∶30开始缓慢升高,至13∶30和14∶30达到最高,分别为21.0℃和19.5℃,气温每小时升高1.4℃,温室内外平均温差为16.9℃.整个越冬期(2014-12-12至2015-03-06)温室内平均最低温度为12.3℃.晴天,白天温室气温在升温阶段(9∶00~14∶00)南北方向分布较均匀,在降温阶段(14∶00~16∶00)分布不均匀,南、北两端低,中间高,相差2.2℃;夜间温室气温在水平方向分布均较均匀;在垂直方向,温室气温随高度的增加呈下降趋势,近地面处气温高,中部和顶端气温低,相差1.0℃.晴天温室内光强≥10klx的时长达到7.5h,≥30klx的时长达到4.5h,可以满足温室内作物正常生长.温室平均透光率为68.95%.【结论】GN-N10B型石墙钢架日光温室可满足茄果类等喜温性蔬菜越冬生产的需要,适宜在甘肃河西走廊及其气候相似区域推广应用.     

温室大棚气流场的CFD数值模拟

为了探索温室大棚内部的气流和热量传递过程,设计合理的通风降温设施,在CFD计算流体力学软件——AirPak的支持下,选择华北型连栋塑料温室,建立了有植物条件下的湿帘机械通风三维数值模拟模型,并对温室大棚内气流场进行了模拟,得到了温室内气流场的三维空间分布,为今后温室内小气候数值模拟、综合性能评价以及温室大棚整体结构规划设计提供可靠的依据。     

葡萄温室葡萄生长期气温变化研究

通过对葡萄温室内不同方位的气温和室外气温进行观测,并将观测数据进行分析比较,结果表明:⑴温室内温度变化趋势与外界基本一致,但温室内温度普遍高于外界;⑵温室内气温水平分布不均匀,中部最高,北部最低;⑶温室内外气温的日变化为从日出后逐渐升高,下午14:00左右达到最高值,以后气温又逐渐降低。