热风加温下Venlo型温室温度场的CFD数值模拟

应用计算流体动力学(CFD,Computational Fuid Dynamics)中的标准湍流方程,对Venlo型PC板温室在燃油热风加温条件下进行了温度场的数值模拟。模拟时,对整个计算域采用ANSYS中的Fluid141单元进行网格划分,生成大约105个网格。数值模拟结果与试验测试点温度分布情况吻合较好,基本反映了燃油热风机出口风速为1.77m/s和风温为60℃时室内温度场的分布情况。     

圆拱型连栋温室自然通风流场CFD模拟

采用Ansys公司的FLUENT软件,建立温室的三维模型,研究了自然通风条件下平行于温室走向和垂直于温室走向两个风向,两种不同风速下温室内部及温室之间风流场的分布特点。模拟结果表明:当风速较小(1.6m/s)时,温室内风向复杂,出现低速涡旋,当风速较高(5.2m/s)时,温室内风向基本按原方向前进,风速逐渐减弱;当温室外风速为1.6m/s时,温室内大部分区域的风速在0.2m/s左右,当温室外风速为5.2m/s时,温室内大部分区域的风速在1.0m/s左右;连栋温室群中各部位温室的通风情况相差较大,前栋温室内风速明显高于后栋。该研究结果可作为温室生产与设计的参考依据。     

基于太阳能的半导体散热终端柜

智能化变电站建设是实现智能电网的必由之路,500 kV芝堰变电站在国内首次采用智能终端并就地安装,所有一次设备的信息量均由智能终端通过光纤传至间隔层,智能终端的可靠性关系到变电站的安全稳定运行,由于传统箱体散热效果不佳导致柜内温度过高,使智能终端缺陷发生率居高不下。文章介绍了一种新型散热智能终端柜的研制开发与应用。     

温室热风式相变蓄热节能陶瓷散热系统研究

对热风式相变蓄热陶瓷远红外散热系统进行研究,将几种高效的蓄热相变材料有机结合在一起,对各成分占比进行优化、对装置材料及封装外形研究,解决温室热能的储存和释放,采用石蜡、石墨烯、水质量占比为6∶1∶1的复合相变材料进行试验,其蓄放热时间可延长为原来的3倍左右,对热能的利用具有重要的意义,拥有广阔的市场前景。     

太阳能干燥室内部气流场分布CFD数值模拟

为研究太阳能干燥室内气流场分布和构建气流运动模型,基于计算流体动力学(CFD)技术,运用标准k-ε模型对给定的不同气流速度对干燥室内气流分布的影响进行数值模拟.结果表明,与气流速度2 m/s和10 m/s相比,气流速度为6 m/s时干燥室内的速度分布满足要求,且气流分布更为均匀.     

基于CFD数值模拟方法的日光温室建模研究

随着计算机软件技术的发展,CFD计算流体数值仿真模拟被广泛地应用到实际工程中,但是在农业方面的应用还比较少。CFD通过建模和数值仿真模拟可以对真实环境的尺寸以及外形进行数值建模,能够模拟真实环境的温度、压力以及速度场等参数,并将模拟结果进行二维和三维立体呈现。运用CFD数值模拟技术,以温室的生长环境为例,对温室通风前后的温度以及湿度情况进行了数值模拟仿真。通过计算发现温室最高温度由通风前的307K降低到了304K,有了明显的改变,验证了数值模拟计算机的准确性。通过对湿度的CFD数值模拟仿真发现,进行通风之后气体流动性比较好,没有出现热空气的集聚现象,非常有利于农作物的生长,从而为日光温室农作物生长环境的研究提供了理论参考。     

基于CFD技术的玻璃温室加热环境数值模拟

提出采用CFD技术数值模拟温室热风供热条件下的温度环境三维场分布.采用标准R-ε湍流模型和PSIO算法的有限体积法对流场微分方程进行离散,并考虑辐射模型,选择Fluent软件进行温室加热环境的模拟与仿真.通过在Venlo型玻璃温室中试验现场采集关键点温度数据,与仿真结果比较的均方根误差为0.67 K,且在温室内温度场的总体趋势是一致的.验证了建立CFD模型的正确性,以及采用Fluent软件进行夜间热风加热条件下的温室热环境数值分析是可行的.     

基于CFD的泵站进水流道优化研究

受限于用地规模、地形等因素,我国排水泵站流道的设计趋于复杂,普遍具有流道深、狭长的特点。这导致泵站进水流道存在回流、流速分布不均匀等不良流态,影响泵站安全稳定运行。本文以某泵站为实例,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)技术,通过改变肘形流道的弯曲段长度、底边线倾角和喉管高度,拟定优化设计方案,采用基于CFD的数值模拟方法分析流道内部流场分布,并根据流道出口的流速分布均匀度、速度加权平均角度和流道水力损失等水力指标比选,优选出最优方案。本文为进水流道设计提供了更精细的优化手段,弥补了传统经验设计方法只能定性分析的不足,得到的最优设计方案可供类似工程参考,保障泵站机组的稳定运行。     

基于CFD的秸秆颗粒流化特性模拟

在秸秆流化床锅炉中,秸秆颗粒的流化特性对燃烧效率、床料聚团及积灰等有重要的影响。采用计算流体力学软件FLUENT对秸秆颗粒在流化床内的流动情况进行数值模拟,并分析颗粒直径对最小流化速度、颗粒速度场和平均体积分数的影响。结果表明,颗粒最小流化速度与颗粒直径呈现近似线性的关系;达到流化状态后,流化床的床层压降不会随颗粒直径的改变而改变;随着颗粒直径的增加,床层高度减小,床内固相的体积分数增加,气泡直径增大,气泡破裂时引起的床层表面波动增大。分析结果能够为秸秆流化床锅炉的优化设计和运行提供指导。      

基于CFD的日光温室温度与卷帘开度关系研究

日光温室通过在棚面上覆盖卷帘保温材料的方式,可以有效地减少日光温室在外界环境温度较低情况下的热量散失,在前期研究的改进型日光温室后置固定式卷帘装置基础上进一步研究不同卷帘开度对于日光温室内部温度变化的影响。选择保温性质较好的保温被作为卷帘材料、简化北方地区较为典型的辽沈Ⅳ型日光温室结构,通过对日光温室的散热情况分析,得到日光温室内部温度的变化与其卷帘开度导致的保温材料与卷膜的覆盖面积变化存在着一定的线性关系。并通过CFD-Fluent仿真软件和验证性试验进行研究验证,结果表明:覆盖卷帘可以有效地减少日光温室的热量散失,维持室内适宜温度及其均匀性,在较为理想的环境条件下,日光温室内部温度变化与卷帘开度存在一定的线性关系,且日光温室内部温度由于棚面散热速率的差异所呈现的区域性差异也进一步验证了该结论。     

现代温室湿帘风机降温系统的研究

为了给现代温室湿帘风机降温系统的科学设计和有效运行提供依据,从系统特性、实际降温效果、理论温度分布以及相应温室适宜长度等方面对其进行了研究.通过文献分析,对比了目前常用的另外一种蒸发降温方式-细雾降温系统,阐述了湿帘风机降温系统在安装、管理、维护、用水效率、降温效果以及植物安全生产性等方面存在的优势.通过对北京、上海和日本爱知县现代生产性温室的试验测试,证实了这一降温系统的实际降温效果,即3栋温室平均降温幅度分别达3.6℃,2.7℃和2.3℃,很好地保证了温室夏季生产的正常进行.通过模型计算,进一步探讨了湿帘风机降温温室在不同温度、湿度、太阳辐射以及室内气流速度情况下可能出现的温度分布,分析了不同条件下温室可能的最大适宜长度,为该降温系统的设计提供了参考.     

基于CFD的不同通风方式塑料大棚降温效果研究

为确定合理的塑料大棚通风口配置及通风形式,提高大棚夏季降温效果,采用试验和CFD模拟相结合的方法,对两种通风口配置（两侧底部、两侧底部+顶部）和两种通风口形状（水平卷膜、垂直卷膜）大棚内的夏季6—7月温度和气流场特征进行了研究。模型经过实测验证,气温模拟值与实测值变化趋势基本吻合,均方根误差1.27℃、平均相对误差分别为3.7%。结果表明：与仅有两侧底部通风相比,两侧底部和顶部通风配置明显提高降温效果,番茄冠层高度昼均温、升温速率分别降低0.4~2.1℃和0.4℃/h,通风率增加50%,温度、气流分布均匀度提高;与顶部水平卷膜通风相比,垂直卷膜通风大棚内冠层昼均温、升温速率分别降低0.2~1.2℃和0.2℃/h,通风率提高20%,但温度、气流的空间分布均匀性稍差。综合比较,同时采用两侧底部加顶部垂直卷膜通风的大棚通风降温效果明显。     

储能集装箱双向风冷散热系统研究

针对目前储能集装箱电池仓电池组工作温度过高及温度一致性不足的问题,通过建立合适的散热系统来维持电池组最佳工作范围以及提高其温度一致性.基于Fluent软件搭建模型,在针对储能集装箱尤其是其电池仓部分的散热系统进行仿真模拟研究的基础上,对储能集装箱安全性及高适应性进行了分析.采用双向风冷作为散热方式,通过温场、流场分析散...     

固定床烘干设备匀风系统结构优化与验证

针对花生荚果固定床干燥设备风道内流场分布不均匀的问题,提出了一种基于流体力学的结构优化方案。通过在烘干箱风道内加装一定数量的匀风挡板,可有效提高风道内风量分布的均匀程度。依据烘干现场的机型,构建三维几何模型,测得箱内27个测点的模拟值与实际测量值均方根误差为0.163m/s,最大绝对误差为0. 46 m/s,验证了分析模型的准确性。根据不同的优化方案模拟了27种改造后的烘干箱内流场分布情况,得出最优组合方案:在6m长的烘干箱内加装6块长度为1m、板间距1m,将风道均匀划分的匀风挡板,对比改造前后的气流不均匀系数降低了49.44%。该试验结果可为固定床烘干设备风道均匀性的研究及优化提供参考。     

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。     

连栋塑料温室喷雾降温及外遮荫降温试验研究

为解决夏季温室高温、高湿问题,在温室喷雾水膜降温的基础上,直接在内遮荫幕上做喷雾降温试验,并与外遮荫降温系统进行比较。试验结果表明:单独采用内遮荫幕系统可使室内气温比外界低1℃左右;采用在内遮荫幕上喷雾降温,室内气温比室外可低2°～3℃;采用外遮荫降温系统可使室内温度比室外低3°～4℃。     

基于 Polysun 5太阳能干燥系统的设计与仿真

利用太阳能对农副产品进行干燥,是太阳能热利用的方式之一。其与自然晾晒相比,能有效地提高干燥效率和干燥品质;与常规热风干燥相比,可以有效节省煤电的消耗,减少温室气体的排放量。为此,首先利用传热学相关理论对枸杞干燥过程进行理论计算;然后,根据得到的基础数据,利用Polysun 5辅助设计一种满足枸杞干燥需要的太阳能-燃气锅炉组合干燥系统;最后,对该系统进行仿真分析。仿真结果证明,与常规热风干燥系统相比,该太阳能组合干燥系统在1个干燥周期内,可减少二氧化碳排放28．22kg,节省能源费用180元,节电390kW· h,经济性较好。