楼顶温室数值模拟分析

对楼顶温室的环境进行CFD模拟, 分别考虑了开启不同风机个数、有无内遮阳等4个工况的温室环境.模型考虑了内遮阳和太阳辐射强度对环境的影响,模拟了4个工况的气流场.通过分析各个工况温室内速度分布情况,对楼顶温室提出了改进建议.     

玻璃温室夏季组合降温措施试验研究

本文详细阐述了夏季温室内几种主要组合降温措施,即自然通风+外遮阳系统、机械通风+外遮阳系统、湿帘风机+外遮阳系统和湿帘风机+外遮阳+屋顶喷淋系统等降温措施,与此同时对温室内的温湿度环境变化规律进行分析.结果表明,四种降温措施分别使温室内、外温度差分别为-0.6℃、-1.2℃、-3.6℃和-7.4℃,由此可见湿帘风机+外遮阳+屋顶喷淋系统降温效果最佳;温室内、外湿度差分别为-10.5%、-6.5%、8%和6.8%.     

不同遮阳工况下温室作物冠层辐射场与温度场的CFD分析

为研究不同类型遮阳网对温室作物冠层辐射场与温度场的影响,采用标准k-ε湍流模型和DO模型建立了温室作物冠层辐射对流换热的CFD模型,采用辐射折算的方法模拟外遮阳对室内环境的影响。将模型计算的辐射和温度值与试验实测值进行对比,辐射值平均误差为18. 8%,温度值的相对误差为3. 9%。利用建立的温室CFD模型,对不同遮阳率的遮阳网下温室作物冠层辐射场与温度场进行分析,结果表明:一层遮阳网温室内降温明显;比对一层遮阳网工况,开启两层遮阳网时室内降温幅度增加并不明显,且辐射值偏低。在此基础上,改变了遮阳网遮阳率,发现在其他条件相同的情况下,开启遮阳率为65%的遮阳网相比遮阳率43%的遮阳网温室内辐射减少40W/m~2,室内温度相对降低0. 8℃。此模型可为基于作物光温需求的遮阳调控方案提供仿真计算分析。     

玻璃温室夏季单项降温措施的试验研究

详细阐述了夏季温室内的主要单项降温措施,即自然通风、机械通风、湿垫风机以及外遮阳等降温系统;同时,对温室内温湿度环境的变化规律进行了分析.试验结果表明,4种降温措施的温室内外温度差分别为1.1℃,0.4℃,-2.6℃和-1.2℃.由此可见:湿垫风机降温效果最佳,温室内外湿度差分别为-13%,-6%,8%和1%.     

基于CFD的Venlo温室夏季组合降温措施模拟研究

针对我国南方地区夏季高温高湿的气候条件,对采用天窗、外遮阳、内喷雾降温措施的试验Venlo温室内温度状况进行了模拟研究。以室外气候参数为边界条件,考虑作物和环境的相互作用,内喷雾系统和室内环境的质热交换以源项的形式加入到控制方程中,采用CFD(computational fluid dynamics)中的稳态方法求解控制方程,模拟Venlo型温室不同调控措施及组合下的温室内温度分布特点,分析各种调控措施的调控效果。模拟结果表明:采用加入源项的方法模拟内喷雾系统和室内空气的质热交换,其模拟值和实测值均方根误差RMSB为0.514 4℃,最大绝对误差为0.75℃,平均相对误差为1.3%,说明所建立的CFD模型有效。3种降温措施下,以外遮阳+自然通风的降温贡献率最大(80.6%),能耗最高的喷雾系统降温贡献率仅为34.8%,较高的环境湿度影响了喷雾系统的降温效率。CFD夏季降温模型的建立为温室作物系统的环境控制策略的制定提供了科学依据。     

屋面形状对日光温室光环境的影响模拟

借助中国农业大学研发的日光温室光环境模拟预测软件,模拟研究了不同屋面形状类型对日光温室内光环境的影响。结果表明:双圆、椭圆和直线圆弧组合这3种不同的屋面形状,对日光温室内光环境的影响非常小,椭圆屋面光辐射累计量相对大一些,但也只有0.048%的差别。因此,从光环境角度看,在温室建造时,无需过多考虑屋面形状的影响。     

拱柱分离式钢架大棚研发与应用

拱柱分离式钢架大棚专门针对传统棚型进行改进,在保证基础型号保温性能的同时,强化了骨架结构强度、优化了棚内空间利用水平,使棚内生产更趋便利,并改善了棚内温、光条件;成功在单体大棚中引入内遮阳系统,使单体棚膜—网转换、遮阳调节的操作简化性基本达到联栋温室的水平,现已进入推广阶段.     

温室遮阳系统的设计应用

温室遮阳系统是现代温室重要的配套系统之一。温室遮阳是利用具有一定透光率的遮阳网遮挡过强阳光，减少太阳辐射，保证温室内作物正常生长所需的光照，降低室内温度。     

温室遮阳系统的设计应用

温室遮阳系统是现代温室重要的配套系统之一.温室遮阳是利用具有一定透光率的遮阳网遮挡过强阳光,减少太阳辐射,保证温室内作物正常生长所需的光照,降低室内温度.     

不同天气条件下连栋温室内光照分布规律研究

温室内的光照环境对作物的生长具有重要意义.为此,主要研究了不同天气条件下华东地区连栋塑料温室中光照分布的日变化规律.研究结果表明:多云天气条件下,温室内光照分布均匀只是相对的;而晴天情况下,温室内的整体光照条件比较好,但光照分布相对不均匀,且透光率比多云天气低.实验结果为温室光环境模型的建立以及进一步的光环境调节和控制提供了参考.     

不同叶菜越夏种植模式对比试验

针对夏季高温对日光温室叶菜生长的影响，分别对土壤+遮阳网、基质+遮阳网、基质+遮阳网+湿帘3种越夏种植模式进行对比试验，分析其对温室温湿度、叶菜生长及经济效益的影响。研究结果初步表明:一年中最热的一天，室外白天（早8:00～15:30）平均温度为32.5 ℃时，土壤+遮阳网、基质+遮阳网种植模式室内白天平均温度分别比基质+遮阳网+湿帘种植模式温度高7.1 ℃、6.4 ℃。同时，室内白天平均相对湿度，基质+遮阳网比土壤+遮阳网种植模式低，基质+遮阳网+湿帘种植模式平均相对湿度最高。结合产量及效益可知，京研快菜、京水菜在基质+遮阳网+湿帘模式下产量最高，春油1号在基质+遮阳网模式下种植产量最高，3种叶菜在基质+遮阳网+湿帘种植方式下种植效益最好。      

不同通风方式日光温室微环境模拟与作物蒸腾研究

日光温室后墙蓄热降低了通风降温效率,高温会刺激植物水分蒸腾,降低水资源利用率。本文以北京市通州区日光温室为研究对象,在原有的上、下通风口基础上,增设后墙通风口。基于DO辐射模型、组分输运模型和多孔介质模型建立了日光温室的计算流体力学（CFD）模型,探究了不同通风方式下温室微环境状况,并结合作物蒸腾模型分析获得了作物蒸腾特征。结果表明,气温变化会直接影响作物蒸腾强度,两者空间分布特征一致。中午温室高温,开启后墙、下通风口,较原来开启上、下通风口,气流走向相似,因减少部分蓄热墙体,降温效率提高5.7%,蒸腾量下降0.020mm/h,开启后墙、上、下通风口,蒸腾量较原来下降0.005mm/h。开启后墙、上通风口,由于两通风口靠近一侧且距离作物较远,只能形成北侧局部降温,降温效率下降10.3%,除湿效率较原来提高5.7%,蒸腾量升高0.035mm/h。此外,在通风口组合中,将靠下的通风口设置在迎风方向,可减少外界来风能量、动量损失,以提高通风降温效率。研究结果可为日光温室微环境调节提供参考。     

塑料温室中湿帘风机通风条件下降温效果研究

为了能够充分了解湿帘风机降温系统在嘉兴地区高温高湿环境下的降温效果,以及温室中温度分布特征,在一个占地面积约3 072 m2,安装有湿帘风机降温系统的8连栋塑料温室中进行了相关因素的测试。试验结果表明:在环境相对湿度62%的情况下,使用湿帘风机降温时,温室内部平均温度降幅可达到4.8 ℃左右。证明湿帘风机系统在高温高湿的南方夏季也具有一定的降温能力。温室中水平方向上存在明显的温度梯度,风机一侧与湿帘一侧的温度差为2.5 ℃,沿水平方向的温度梯度为0.063 ℃m。温室中垂直方向上也存在明显的温度梯度,正午前后室外高温期间,温室中心部位垂直方向2个相差2 m位置点的温度差为2.6 ℃。      

新型复合相变墙日光温室性能实测分析

日光温室墙体在温室蓄热保温方面起着非常重要的作用,对温室热环境有直接的影响。为此,对复合相变墙温室和普通温室进行了温度测试,通过对照分析发现低温条件下相变墙温室保温性优于普通温室,高温条件下相变墙温室室内温度波动幅度明显小于普通温室,相变墙内外表面温差波动幅度较普通温室墙体大幅减少,可以有效减少外界环境通过墙体对室内温度的扰动。试验结果表明:将复合相变材料应用于日光温室墙体中,可起到降低温室能耗,改善温室热环境,节能环保的积极作用。     

日光温室北墙与环境间换热特点及边界条件

对墙体内侧为相变材料的日光温室3层异质结构北墙建立传热模型,采用隐式有限差分方法,建立了相变北墙节点温度离散方程。以墙体内外表面温度为边界条件,通过Matlab编程计算墙体内温度分布,对温室北墙内外表面温度节点进行热平衡分析,计算北墙内外表面与外界环境间换热量,从而分析了日光温室北墙蓄放热特性及墙体与外界换热的特点。通过Matlab拟合工具,建立了晴好天气条件下日光温室北墙体表面与环境间换热量和墙体表面温度、室外空气温度、太阳辐射强度之间的函数关系。研究结果可为日光温室北墙优化设计与评价提供计算参考。     

Radiation calibration of FAO56 Penman-Monteith model to estimate reference crop evapotranspiration in China

The standardized FAO56 Penman-Monteith model, which has been the most reasonable method in both humid and arid climatic conditions, provides reference crop evapotranspiration (ET_o) estimates for planning and efficient use of agricultural water resources. Net radiation is an important and site-specific component to determine ET_o. The empirical radiation estimation in FAO56 Penman-Monteith model was calibrated by observed solar radiation of 81 meteorological stations over China during 1971-2000, and measurements of net longwave radiation in the Tibetan Plateau. Results showed that Ångström formula based on simple annual linear regression coefficients of 0.20 and 0.79 yielded the least error for the preserved 30 validation stations, and are thus recommended for estimating solar radiation in China. The optimal calibration of net longwave radiation was based on Penman estimation combined with the minimum and maximum temperatures. The calibrated net radiation served as the basis to estimate ET_o accurately, which would be overestimated by about 27% if no local calibration is performed on the FAO56 Penman-Monteith model in China. The average ET_o was 769 mm yr⁻¹ based on calibrated radiation model in China during 1971-2000.     

不同灌水和光强条件下小粒咖啡叶片光响应及光合生理特征

为探明小粒咖啡水分和光照耦合管理模式, 采用盆栽试验,研究3个灌水水平(W_H:高水;W_M:中水;W_L:低水)和3个光强水平(S₀:不遮阴;S₁:轻度遮阴;S₂:重度遮阴)对小粒咖啡叶片光响应曲线、光合、蒸腾及气孔导度等生理指标的影响.结果表明:遮阴对小粒咖啡叶片的叶绿素及胡萝卜素含量的影响大于灌水,与不遮阴相比,增大遮阴强度使叶绿素总量和叶绿素b分别增大13.53%~260.21%和31.10%~412.91%;不遮阴和轻度遮阴时,与低水相比,增大灌水量使叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量分别增大13.30%~110.65%,92.11%~148.36%和39.85%~124.30%;不遮阴和轻度遮阴时,与低水相比,增大灌水量提高最大净光合速率26.61%~185.27%;而重度遮阴时,增大灌水量使最大净光合速率先增大后减少,中水和低水时,与不遮阴相比,增大遮阴强度使最大净光合速率增大10.73%~103.73%;不同灌水和光强条件下咖啡叶片的净光合速率、蒸腾速率以及气孔导度日变化均呈双峰型,与不遮阴相比,增大遮阴强度使叶片日均净光合速率和日均气孔导度分别增大12.36%~57.74%和4.56%~42.66%,而降低日均蒸腾速率;与低水相比,日均气孔导度和净光合速率随着灌水量增大而显著增大;轻度遮阴和高水组合水分利用效率最大,同时光能利用效率和最大净光合速率最大,S₁W_H为小粒咖啡水光高效利用组合.     

Experimental Investigation and Modelling of Heat and Mass Transfer between a Tomato Crop and the Greenhouse Environment

Experimental investigation and modelling of heat and mass transfer between a tomato crop and the greenhouse environment is elaborated. The transfer of sensible and latent heat between the canopy and the ambient air is assumed to take place via an exchange area equal to the total leaf area across two resistances, the internal and the external, which are properly defined. The external resistance is determined as a function of the Nu number. A method is proposed to parameterize the internal resistance as a function of the canopy temperature, the canopy full spectrum net radiation and the crop-air vapour pressure deficit. A model is proposed for the calculation of the crop temperature and crop transpiration rate as a function of time and the environmental variables. The calculated canopy temperature compared well with the measured one, which was found to be lower than that of the greenhouse air. Calculated canopy transpiration rates are presented as a function of time and the environmental variables. The canopy transpiration flux was found to be higher than that of the full spectrum crop net radiation on a 24 h basis. The comparison of calculated crop transpiration on a daytime basis with those obtained by two other models was satisfactory only at moderate solar radiation intensities. During days with high radiation intensities the present model compared well with one model only.     

温室小气候测量试验设计及其夏季蒸腾研究

温室内小气候环境参数的有效观测关系到温室小气候模拟模型的精度，而温室内作物的蒸腾既影响到潜热和显热交换，又是确定温室作物肥水灌溉的主要依据。本研究设计了一套用于温室小气候和作物蒸腾测量的试验装置，并在夏季南方现代化温室内进行了观测。结果分析表明，试验装置可以用于温室小气候的测量，且波恩比法适于对夏季高温、高湿条件下南方现代化温室中作物蒸腾的模拟，夏季温室内蒸腾速率随净辐射和空气饱和冠层水汽压差的增加而线性增大，蒸腾速率对冠层以上不同高度水汽压差的变化不敏感。     

气象因子对负水头供液下番茄日耗液量的敏感性分析

以番茄为试验材料,测定其在温室内基质栽培负水头供液条件下的日耗液量、空气相对湿度、气温和太阳辐射强度等气象因子数据,采用通径分析方法,建立多元回归模型,计算各气象因子对番茄日耗液量的直接通径系数、间接通径系数、决定系数和对回归方程估测可靠程度R~2的总贡献值。结果表明:作物系数和日平均太阳辐射强度的直接通径系数达到极显著水平(P0.01),2个因子的决定系数和对R~2总贡献值最大,是影响番茄日耗液量的重要因子;气象因子减少对番茄日耗液量影响的通径分析发现,敏感性最强的气象因子是日平均太阳辐射强度,其次分别是作物系数和日最高太阳辐射强度。