农业温室系统的多相流传递过程研究进展

分析了研究温室多相传递过程的特点,对温室内复杂的多相流动与传热问题进行了阐述,进而对目前关于温室传热、传质过程的CFD(计算流体力学)研究进行了综述,总结了CFD在温室多相流动与传热传质研究中的优势,并对CFD研究温室多相流系统的前景进行了展望。     

日光温室增温防寒技术

日光温室的热量主要是来自太阳的辐射光能。白天透入温室内的阳光,除一少部分被反射外,大部分被地面、支架、墙体和空气所吸收。温室所得到的热量与温室外或其他方面所支出的热量是绝对相等的,这就是温室的＂热平衡＂。温室的＂热支出＂主要有三种形式,即温室的围护层面散热、地中传热和缝隙放热。     

农业温室系统的多相流传递过程研究进展

分析了研究温室多相传递过程的特点,对温室内复杂的多相流动与传热问题进行了阐述,进而对目前关于温室传热、传质过程的CFD(计算流体力学)研究进行了综述,总结了CFD在温室多相流动与传热传质研究中的优势,并对CFD研究温室多相流系统的前景进行了展望。     

日光温室后屋面内侧温度变化规律及温度预测模型

对沈阳农业大学园艺学院日光温室后屋面内侧温度、温室气温、温室地温进行测试和分析,利用传热学理论,以温室热平衡模型为基础,分析了温室后屋面内侧温度变化的动态模型,并运用Matlab软件进行非线形回归,求出该模型的参数。该模型可较准确的反映温室后屋面内侧的温度变化特性,是预测后屋面温度变化,实现自动化控制的基础。为进一步研究日光温室保温特性,实现智能温室前馈控制提供了手段和依据。     

辽沈I型日光温室地温预测模型及数值模拟

[目的]研究温室内地温的动态模型,并在沈阳农业大学园艺学院辽沈I型日光温室中进行检验。[方法]对日光温室的地温进行测试和分析,利用传热学理论,以温室热平衡模型为基础,并运用Matlab软件进行非线形回归,求出该模型的参数,并建立模型。[结果]该模型预测值与实际测定值基本一致。[结论]该模型可较准确地模拟温室内土壤的温度变化特性,是预测土壤温度变化、实现自动化控制的基础。     

现代化温室自然通风时湿热环境CFD模拟研究

选取现代化温室室内区域和室外区域作为CFD模拟的计算域,建立温室同等大小的三维模拟,采用标准k-ε湍流模型,选择合适的辐射模型,番茄作物区采用多孔介质模型,对温室内部湿热环境进行了数值模拟.对模拟结果与试验测试结果进行对比,温室内部空气温度的模拟值与实测值的绝对误差为0.2～2.2℃,平均误差为0.91℃,平均相对误差为3.1%,最大相对误差为7.7%.温室内部空气相对湿度的模拟值与实测值的平均相对误差为6.4%,最大相对误差为16.6%,数值模拟结果与试验测试结果吻合较好.     

西北日光温室小气候建模与仿真

针对温室小气候的基本特点,结合国际较新的热平衡稳定状态方法,根据西北地区夏季的温室具体情况,建立了温室的温度、湿度模型。通过对模型的分析和仿真试验,取得了较好的效果。     

温室地埋管强化换热方案探讨及数值模拟分析

为了提高地热资源在温室供热中的利用效率,定性研究了地源热泵地埋管管内强化传热方式,针对横纹管、缩放管和波纹管为研究对象并以光滑管作参照,建立了以水为传热介质的强化传热模型,利用Fluent软件,采用simplec算法和标准k-ε模型,分析了不同的管内结构对管内传热过程的影响,并探讨其强化传热机理,从光滑管和几种强化传热管的传热特性中可得出,在研究范围内,它们的传热效果按优劣依次为横纹管、缩放管、波纹管,为温室供热地埋管的选择提供了可靠的依据。     

不同透光率下塑料连栋温室覆盖层传热模型的研究

为研究温室覆盖材料传热特性对温室生产影响,建立塑料连栋温室覆盖层的热环境模型,借助MATLAB软件,采用Runge-Kutta法对温室覆盖层的热环境模型求解,探讨覆盖材料透光率τc分别为0.8、0.75和0.7时对塑料连栋温室覆盖层传热模型的影响。结果表明,随着覆盖材料透光率的下降,覆盖层模拟温度明显降低,覆盖层模拟温度的精度也随之下降;当覆盖层的透光率τc降到0.7以下时,会严重影响覆盖材料对太阳辐射的作用。将τc=0.7作为覆盖层透光率的临界值,指导温室生产实践。     

荒漠生态系统水热平衡规律研究进展

荒漠生态系统水热平衡问题是研究气候和小气候形成及其变化机制的重要问题 ,也是维持现有生态系统平衡稳定以及退化生态系统恢复的关键 ,而且对防治荒漠化起着重要作用 .该文系统地综述了国内外荒漠生态系统水热平衡规律及系统小气候的最新研究进展 ;并从水量平衡与水文动态、水热交换与传输以及热量平衡等 3个方面 ,评述了荒漠生态系统水热平衡研究的若干方法 .最后 ,该文对水热平衡理论和研究方法、水热平衡耦合模型以及荒漠生态系统的水热结构优化模式等未来的研究方向和重点问题作了分析 .     

新疆砌块复合墙体和砖墙日光温室的传热数值模拟分析

【目的】 研究建立新的二维传热模型来模拟和优化日光温室,为日光温室墙体的设计、建设和维护提供科学合理的方法和依据。【方法】 采用ansys软件进行温度场和流场模拟,使用UG软件对日光温室造型,将顶部保温被等结构适当简化,计算域分为内部与外部空气两部分。运用DO辐射模型和湍流模型模拟,采用CFX-Post计算处理,得到温度云图 。【结果】 日光温室墙体为内外扰均为周期性非线性条件的二维非稳态热传导,白天14:00时2种墙体温室内超过12.0℃,各墙面间温差较小,对流传热不明显。夜间03:00时,砌块复合墙体日光温室地面上部有高度2.2 m、温度11.2℃的高温区。与北墙体表面距离相同的情况下,砌块复合墙体日光温室的温度值高于砖墙温度值,距离墙体表面越远,两日光温室温差逐渐降低,但砌块复合墙体日光温室温度始终高于砖墙日光温室。且随着时间的推移,两日光温室温差逐渐增加,到夜间06:00时,砖墙温度低于室内,没有散热;砌块复合墙体温度仍高于室内,继续散热。后屋面、脊高处是热量散失较多的部位。【结论】 砌块复合墙体日光温室的热性能明显好于砖墙日光温室,与实际栽培试验结果相同。     

日光温室墙体夜间放热量计算与保温蓄热性评价方法的研究

本文提出了以墙体夜间放热量作为评价指标的日光温室墙体保温蓄热性能评价的方法.在以付立叶级数形式表达的室内外气温等墙体工作条件下.根据一维非稳态传热的理论,采用有限差分算法,建立了日光温室墙体传热过程模拟与墙体放热量的计算方法,并开发了相应的计算机程序RGWSQCR.根据对几种墙体的夜间传热量计算结果进行非线性回归分析,建立了墙体夜问放热量简化计算的经验公式.     

日光温室墙体一维导热的MATLAB模拟与热流分析

为探明日光温室墙体层间温度变化及热量传递动态规律,采用有限差分法建立墙体一维非稳态导热模型,利用MATLAB编制相应的模拟程序,计算出日光温室墙体各点的温度和热流。结果表明:该模型能够比较准确模拟日光温室土墙的温度。墙体内侧存在有效蓄热层,它对日光温室室内热环境有积极的作用。墙体有效蓄热层的热流白天指向墙体外侧,夜间指向墙体内侧,因此它的厚度直接根据热流的方向确定。有效蓄热层与天气、墙体总厚度以及墙体热特性参数有关。2012-12—2013-01期间有效蓄热层厚度为0.26~0.45m不等,最大值出现在连续雪天。同时从理论上验证了3.0m厚的温室土墙内部存在热流相对稳定的"热稳定层"。     

基于热交换的漂浮育苗温室除湿系统研究

基于热力学第二定律,设计了热交换式漂浮育苗温室保温除湿系统。该系统主要由热交换换气机和环境监控系统组成,通过将温室大棚外新风与棚内空气强制对流交换进行换气除湿,使新风温度升高,实现温室热能回收。环境监控系统可现场和远程了解温室大棚内部环境和除湿系统工作状态,实时自动对温室湿度进行调控。将系统应用于烟草漂浮育苗温室,运行结果表明,系统具有良好的保温、除湿能力,试验大棚较对照大棚平均相对湿度降低6.7%,系统平均热回收效率为59.35%,烟苗平均茎高增加0.4 mm、茎围增加0.6 mm。     

地源热泵空调系统在温室中跨季节蓄热运行的性能

温室作为设施农业的主体,其温度调节尤为重要。通过地源热泵空调系统,对温室进行跨季节蓄热,高效节能,清洁环保。以北京某温室及其地源热泵空调系统为研究对象,分析跨季节蓄热系统在温室中的运行性能。采用DeST软件进行建模,分析负荷和室温变化规律,确定系统的运行特性,再结合工程实际数据,探究地源热泵空调系统的运行效果,分析系统运行的稳定性。结果表明,全年热、冷负荷总量比值为1.0:1.1,可实现温室能源跨季节的自供给利用;温室室温维持在20.0~25.0 ℃,能够满足高档花卉的生长温度需求;热泵源侧进水温度维持在11.4~23.7 ℃,可以满足相关规范要求;全年地埋管处土壤温度升高1.3 ℃,变化相对稳定。综上可知,地源热泵系统在温室中运行效果显著,稳定性较强,具有良好的经济和节能减排效益。     

金属热防护系统多层隔热材料的传热分析及参数优化

采用能量平衡方程和离散坐标法近似地建立了金属热防护系统多层隔热材料的一维稳态传热的数学模型，并利用遗传算法和纤维隔热材料的有效导热系数试验数据求解传热反问题，从而得到了模型中的纤维隔热材料的辐射衰减系数、反照率和隔热屏表面辐射发射系数。最后，由实验测得了多层隔热材料的有效导热系数，验证了采用优化参数后，多层隔热材料的传热模型的正确性。     

日光温室冬季加温热负荷的计算和热风炉补温试验验证

【目的】研究日光温室冬季补温热负荷以及相应加温设备配套功率选型的准确性,计算日光温室冬季能耗的热损失,研究温室专用热风炉补温设备与理论计算能耗一致性问题。【方法】分析温室的总体热损失,研究各个围护结构的热工性能,取值计算温室总热损失量,分别计算出温室围护结构热损失、冷风渗透热损失以及温室内地面热损失占温室总散失热量的比例。【结果】温室理论计算单位面积能耗为166 W/(m²·h);单位面积能耗为142 W/(m²·h),二者基本趋于一致。【结论】各个围护结构的热工值取值合理,温室加温设备配套功率选型较为准确。温室加温热负荷计算时,不应考虑白天温室获得的太阳辐射热量,应将温室夜间最低温度时刻和极端灾害气候下温室需要补充满足的热量作为温室的加温热负荷值。     

日光温室墙体不同保温材料对其保温性影响

新型保温材料应用是提高日光温室保温性能重要措施之一,文章选取常见保温材料聚苯乙烯泡沫板(EPS),聚苯乙烯挤塑板(XPS),酚醛酯板(酚醛树脂),聚氨酯(聚氨基甲酸酯)作试验材料,在温室其他参数一致前提下,以日光温室典型夹芯墙体为对照,对比墙体相同热阻值下日光温室墙体不同保温材料应用效果。结果表明,聚氨酯外保温复合墙体表现最优,XPS外保温处理效果次之,酚醛酯最差。聚氨酯外挂有效热积累量分别较对照提高1.021 MJ·m~(-2),较其他处理最大提高0.835 MJ·m~(-2),温室晴天、阴天气温比对照分别提高2.3、2.0℃,日平均地温提高1.6℃,晴天、阴天气温较其他处理最高分别提高1.2和1.1℃,日平均地温提高0.8℃。综上,聚氨酯可作为日光温室墙体外保温推荐材料。