日光温室下沉深度对地温的影响分析——基于地下传热模型

从多孔介质传热传质学基本原理出发,充分考虑了有蔬菜覆盖条件下的地下土壤固体颗粒、液相流体及气相流体的传热传质过程,建立了日光温室内蔬菜生长情况下土壤二维非稳态传热模型。该模型根据土壤中热、水、气的耦合迁移建立二维非稳态微分方程组,运用高斯迭代法对方程组进行数值求解,利用MATLAB编写模型求解程序,对地下土壤的温度进行模拟,并对模拟结果进行分析。用试验温室实测值对模拟结果进行了验证,对地温的模拟结果平均绝对误差为0.4℃,平均相对误差为2.8%,表明所建模型模拟结果较好。同时,利用该模型模拟分析下沉深度为0、0.5、0.8、1.0、1.2、1.5m节能日光温室(不同下挖深度温室的结构参数完全一致)地下不同土壤深度温度变化特点,为在保定地区建造适宜的下沉深度温室提供理论依据。     

土壤基质势调控对温室滴灌番茄土壤水分分布和产量的影响

【目的】指导设施蔬菜生产中科学合理地利用滴灌技术进行灌溉。【方法】采用小区试验的方法,以冬春茬番茄为研究对象,布置了7个不同土壤基质势阈值的试验,在番茄开花坐果期和结果期分别控制滴头正下方20 cm深度土壤基质势在-15和-15 kPa(S1)、-15和-30 kPa(S2)、-15和-45 kPa(S3)、-25和-25 kPa(S4)、-30和-15 kPa(S5)、-30和-30 kPa(S6)以及-30和-45 kPa(S7),研究了日光温室滴灌土壤基质势调控下土壤水分随时间变化及空间分布的规律,以及番茄产量、畸形果率和灌溉水利用效率等。【结果】①控制滴头正下方20 cm深度土壤基质势可以明显影响0～100 cm深度土壤水分状况。②在番茄开花坐果期,当土壤基质势阈值控制在-30 kPa或更高时,番茄根系主要吸收利用0～60 cm深度以上范围的土壤水分,70 cm深度以下土壤水分基本不变,0～60 cm深度土壤体积含水率平均为28.6%,为田间持水率的84%,60～100 cm土壤体积含水率平均为36.2%,为田间持水率的90%。③番茄进入结果期后,当土壤基质势阈值控制在-25～-15 kPa时,整个土体土壤含水率基本保持在田间持水率的77%～91%,根系主要吸收利用0～60 cm深度以上范围的土壤水分,70 cm深度以下土壤水分消耗缓慢;当土壤基质势阈值降低到-45～-30 kPa时,根系吸收利用到80～100 cm深度的土壤水分,整个土体土壤含水率不断降低,降低到田间持水率的60%～66%。④不同处理番茄产量、畸形果率和灌溉水利用效率有明显差异,其中S3和S7处理番茄产量高,S5处理产量低;S1、S3和S4处理的畸形果率大,S6和S7处理的畸形果率低;S1处理的灌溉水利用效率最低,S7处理的灌溉水利用效率最高。【结论】日光温室少量高频滴灌条件下,当滴头正下方20 cm深度土壤基质势阈值开花坐果期控制在-30 kPa、结果期控制在-45 kPa时,整个土体土壤水分状况基本良好,番茄的产量高,畸形果率低,灌溉水利用效率高。     

滴灌施肥下水肥用量对温室土壤硝态氮残留的影响

【目的】通过水肥管理达到减少温室土壤硝态氮残留、维持土壤质量的目的,探求温室土壤硝态氮残留与水肥用量的关系。【方法】在滴灌施肥条件下,以灌水量和氮、磷、钾及有机肥用量为试验因素,根据当地日光温室番茄长季节栽培实际中的水肥用量,设计各试验因子的水肥水平,采用五元二次通用旋转组合设计进行试验。拉秧后测定耕层土壤硝态氮量,建立土壤硝态氮量与水肥因子间的数学模型,据此分析了各单因子效应及二因素的耦合效应。【结果】施氮量对土壤硝态氮残留量影响最大,施磷量、灌水量和施钾量次之,有机肥用量最小。当其他因子为0水平时,土壤硝态氮残留量随氮肥用量的增多而增加,随施磷量呈开口向上的抛物线变化,随灌水量、施钾量以及有机肥用量呈开口向下的抛物线变化。灌水量及氮、磷、钾和有机肥用量对土壤硝态氮残留产生的影响程度随其他因子的水平而变,存在明显交互作用。模型寻优显示:灌水量455.1～471.5 mm,施氮量532.3～586.5 kg/hm2,施磷量420.8～466.4 kg/hm2,施钾量646.1～723.5 kg/hm2,有机肥用量25.6～27.9 t/hm2,耕层土壤硝态氮量可维持在100～150 mg/kg的较低水平。【结论】温室菜地土壤硝态氮残留量相对较大,可以通过优化水肥用量来减少土壤硝态氮的残留,故在滴灌施肥条件下仍需严格控制水肥用量。     

沼泽地土壤圆锥指数和剪切强度的试验研究

采用ＳＹ－１水田静载承压仪和ＤＴＣ－３６土壤动态三轴测试仪测取了大庆沼泽地区两种典型土壤的圆锥指数和剪切强度,建立了圆锥指数与贯人深度关系的数学模型,分析了含水量对剪切强度的影响及该地区车辆通过性差的原因,为研制开发适于该地区行驶的新型车辆提供了依据。     

土壤抗剪强度测定理论教学与实践

根据工学院人才培养目标和人才培养规格．以理论与实践相结合为原则,制定教学大纲与实践教学大纲,建立农学基础课程的教学计划体系以及相应的章节内容,并按大纲的要求进行教学与实践,教学进程紧紧围绕理论与实践两条主线进行．为学生适应农业现代化服务提供理论支持。     

日光温室蔬菜栽培的土壤与施肥技术

日光温室中复种指数高,化肥的使用量较露地多,长期较大量的化肥施入,可导致土壤板结和盐类积聚的老龄化现象,不但影响蔬菜的生育,还可能诱发多种病害。     

摇臂式喷头摇臂强度的分析与计算

摇臂式喷头摇臂是变截面，冲击动载荷构件。文中对这一构件进行了强度分析与计算，建立了强度计算的受力模型，给出了摇臂强度计算公式及计算实例。     

飞行速度对无人机喷雾流场影响规律数值分析

为了解单旋翼无人机飞行速度对于其喷雾流场和雾滴沉积分布的影响,采用ANSYS FLUENT开展了单旋翼无人机喷雾作业气液两相流场的数值分析研究,重点分析了单旋翼无人机的飞行速度对于其喷雾流场的影响规律。数值分析的结果表明:单旋翼无人机下方的旋翼风场沿主旋翼的旋转方向具有一定的旋转分量,气流流速随离地高度的增大而增大;随着单旋翼无人机飞行速度由3m/s增加至5m/s,雾滴轨迹与水平线的夹角由25°减小到17°,沉积采样带上的变异系数CV均值由0.95减小到0.3;随着飞行速度的增大,雾滴沉积均匀性随之提高,单旋翼无人机的飞行速度对于其雾滴沉积均匀性具有显著影响。本文采用了更为贴近于实际的CFD模拟方法,可以比较准确地模拟出实际的雾滴沉积情况,为单旋翼无人机实际作业提供具有参考价值的指导。     

螺旋弯管内流动与传热特性的数值模拟

针对螺旋弯管内的流动与传热特性,以螺旋弯管传热试验中试验件模型为研究对象,基于Realizable k-ε湍流模型、第一类热边界条件下的薄壁热阻模型,对不同进口来流条件下,采用Fluent对螺旋弯管内水的流动与换热进行数值模拟.计算得到了螺旋弯管内速度场与温度场的分布,通过数值模拟结果与试验结果的比较,验证了数值模拟方法的正确性.结果表明:随着进口来流雷诺数的增大,螺旋弯管内的二次流迪恩涡核心向弯管管壁扩张;在螺旋弯管小曲率比、来流雷诺数2 280~6 000内,螺旋弯管的强化换热综合性能最佳;对模拟结果数据利用多元线性回归法,推导出螺旋弯管内换热努赛尔数、进出口压力降的准则关系式.研究结果可为螺旋管式换热器设计与优化提供一定的参考依据.     

滩涂土壤与植物根系复合体抗剪强度的试验研究

我国滩涂辽阔 ,发展滩涂牧草种植业具有广阔的前景。据报道 ,许多沿海滩涂适宜种植从美国引进的名为“互生花大米草”（Ｓｐｒａｒｔｉｎａａｌｔｅｒｎｉｆｌｏｒａ简称“花米草”）的优质牧草［１］。由于沿海滩涂海泥松软且深 ,承载力很低 ,作业机械通过性差 ,所以影响机械化收获花米草。对于根系茂密且松软饱和海滩的机械行走方式 ,洪添胜等［２］进行了研究 ,提出了采用步行船式行走机构仿生行走方式 ,并获实用新型专利。而茂密的植物根系与松软饱和土壤复合体的抗剪强度对行走机构的支承与推进 ,是土壤 -机器系统力学研究中有待深入探…     

土壤水肥气热耦合对温室辣椒光合作用和产量的影响

【目的】探究日光温室条件下土壤水肥气热耦合对辣椒生长、光合与产量的影响规律。【方法】通过4因素3水平正交试验,利用极差分析和方差分析,研究了水肥气热影响主次顺序、显著性、各因素影响趋势及最优组合。【结果】4因素影响产量的顺序为灌水定额>施肥定额>溶解氧>地热管水温;灌水定额影响极显著,施肥定额影响显著,溶解氧和地热管水温影响不显著。综合水、肥、气、热4因素耦合对辣椒光合和产量的影响,这种组合模式下辣椒产量最高,达58 597.40 kg/hm^2。最优处理比对照CK增产45.17%。【结论】确定因素最优水平组合为:灌水定额210 m^3/hm^2、施肥定额75 kg/hm^2、溶解氧7.5 mg/L、地热管水温37℃,总灌水次数36次。     

日光温室滴灌条件下土壤基质势对番茄生长的影响

利用埋在滴头正下方0.2 m深度的真空表负压计,通过控制土壤基质势下限（-10 kPa,S1;-20 kPa,S2;-30 kPa,S3;-40 kPa,S4）,研究在太行山山前平原日光温室覆膜滴灌条件下土壤基质势对早春茬口普通番茄（Lycopersicon esculentum Mill.var. commune Bailey）生长的影响。试验结果表明：番茄的叶面积和叶绿素随土壤基质势的提高趋于增加;土壤基质势越高,产量越高;土壤基质势-30kPa时,灌溉水利用效率最高;番茄果实的Vc含量随土壤基质势的降级而降低;番茄果实的可溶性糖含量与土壤基质势的变化梯度没有关系。综合考虑番茄产量、品质和灌溉水利用效率,日光温室覆膜滴灌条件下,早春茬口番茄的土壤基质势控制在-20~-30 kPa最为适宜。     

不同风况和开窗配置对夏季单栋塑料温室微气候的影响

以华东地区种植着空心菜的单栋塑料温室为研究对象构建其全尺度计算流体力学模型(CFD模型)。该模型经现场实验验证,其计算值与各测点温度实验值变化趋势吻合且差异在1.1℃以内。随后,通过该模型研究不同开窗配置下温室内气流和温度场特征,评估开窗配置对通风率、室内外温差和室内气候均匀性的影响,揭示不同风况下温室微气候形成机理。仿真结果表明,不同开窗配置会产生截然不同的温室微气候场。顶侧窗配置下温室通风率最高,室内外温差最小,能产生较均匀的室内气候,因此最适合于温室夏季通风。不同风况会对温室内气流和温度场产生显著的影响,进而影响温室降温效果和气候均匀性;当外界高温低风速气候条件下,热压通风起主导作用;顶侧窗通风能显著提高温室降温效果,有效降低作物冠状层气温。     

灌水器迷宫流道结构参数数值模拟与抗堵塞分析

借助Fluent6.2CFD流场软件对齿形迷宫流道滴头内部水流特性进行了数值模拟,研究了流道参数齿角、齿尖参差量对灌水器流量的影响。齿尖角与流量之间呈正相关关系;进行抗堵分析时发现,齿角越小,湍急小体积的漩涡越多,越有利于消能和自清洗抗堵塞,而齿尖角越大,水流流线越平滑,越有利于水中颗粒的排出,因此在进行流道抗堵塞结构优化时,应综合考虑这二者之间的矛盾,根据设计流量选择适当的齿尖角;齿尖参差量与流量之间呈负相关关系,即相同齿角及压力条件下,参差量越大,出口流量越小,齿尖参差量对灌水器流量大小的影响与齿尖角度的大小有着密切的关系,随着齿尖角的增大,增大参差量,流量的减小幅度越大;进行抗堵分析时发现,参差量越小,流道的实际过流断面越大,越有利于水中颗粒排出。     

土壤连作障碍电处理机对日光温室土壤进行消毒技术的分析

在日光温室中使用土壤连作障碍电处理机对土壤进行消毒,是庄河市农业机械化技术推广站和大连市农业机械化技术推广站共同研究的课题。3DT-90型土壤连作障碍电处理机是由大连市农业机械化技术推广站研制的,该机具对庄河市日光温室大棚蔬菜连作生产中的连作障碍和土传病害有很好的消毒、杀菌作用。     

一种精整机压实强度的关键参数控制分析

通过对精整机的工作对象土壤特性进行分析,建立了土壤压实过程中的参数模型,获取在土壤压实过程中对压实强度有关键影响的控制参数。对不同影响参数进行试验验证,结果表明：在精整机工作过程中,压实力和压实滚轮直径对土壤压实强度和压实变形量影响显著,压实滚轮宽度对土壤压实强度和压实变形量影响不显著。研究可为精整机使用过程中参数调整提供理论指导。     

半环对撞流干燥的流动与传热传质分析

建立了半环对撞流干燥过程中的流动与传热传质数学模型,针对模型各部分的不同特点,分别采用合适的数值处理方法进行了数值计算,不同工况下,模型计算与试验结果吻合良好,能较好地预测干燥过程中入口空气温度,载带率及物料初始含湿量等因素对干燥过程的影响。通过对模型计算和试验结果的分析,提出了提高半环对撞流干燥速率与降低干燥能耗和费用的有效途径。     

自走式玉米机底盘机架强度CAE分析与改进

通过CAE计算分析,找出玉米收获机底盘机架结构设计方面是否存在薄弱环节,针对薄弱环节制定调整方案,改进提升,最大程度地把产品风险控制在研发设计环节。     

柴油机缸盖水腔流动与沸腾传热的流固耦合数值模

采用CFD软件STAR-CD和FEA软件ABAQUS对226B型柴油机缸盖冷却水腔内的流动和传热过程进行了流固耦合数值模拟计算.为反映沸腾传热的影响,基于FORTRAN语言开发了单相流沸腾传热模型,将其嵌入到STAR-CD中.与试验结果的比较表明,加入沸腾传热模型可以大幅度提高模拟计算的精度,最大误差由18%下降至7%,为柴油机冷却水腔的优化设计提供了理论依据.     

土壤组成与性质对近红外光谱检测土壤含水量的影响

以湖北地区的红壤、黄棕壤和潮土为供试土壤,研究了外源添加黏土矿物(高岭石、水云母、针铁矿、蒙脱石、蛭石)含量、有机质含量和模拟土壤颗粒大小、土壤水稳性团聚体大小对近红外光谱检测土壤含水量的影响,并分别建立了相关模式方程.结果表明,土壤的光谱特性是土壤中多因子作用的综合结果,土壤组成与性质明显地影响着近红外光谱检测土壤水分时土壤光谱反射率的变化.在土壤中添加这些黏土矿物和有机质,其光谱反射率下降;在沙土、粉沙土范围内,土壤颗粒直径由大变小,其光谱反射率增大,但至<0.002 mm黏粒时,其反射率减小;土壤水稳性团聚体由大变小,其光谱反射率增大.