全人工光型集装箱植物工厂新疆雪菊栽培技术

雪菊是一种具有重要药用价值的一年生草本植物,近年来逐渐被开发利用,市场前景广阔。集装箱植物工厂自动化程度高且受外界环境限制小,可实现作物周年连续性生产,是未来农业发展的必然趋势之一。该文总结了全人工光型集装箱植物工厂新疆雪菊基质栽培和营养液栽培相关技术,包括育苗盘及水培箱消毒、基质配比及营养液配制、播种、定植和后期管理等方面内容,旨在为雪菊产业现代化发展提供技术理论依据。      

铁路空调发电车夏季车内流场CFD仿真

空调发电车是专门为旅客列车提供电力的车厢,在运行过程中,发电机组产生大量热量,工作人员需在高温下作业,为此,有必要设置空调系统来改善工作人员的工作环境。对空调发电车和空调系统进行简化建模,采用标准模型和CFD（计算流体力学）理论,对夏季25型空调发电车车厢内各工况的温度场和速度场进行仿真模拟。研究结果表明,适当提高送风温度、降低送风速度有利于车厢内整体热环境的均匀性和稳定性,但休息间温度较高,实际应用中可在休息间额外设置降温设备的措施改善其热环境。     

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。     

CFD仿真在客车外流场分析方面的应用研究

通过CFD仿真,对两个客车车型的外流场的计算结果进行比较分析,找到外形特征对客车空气动力性的影响因素;根据对比提出改进方案,并得到验证。     

基于CFD的挡风墙防风效果仿真

针对W型挡风墙的防风效果,基于CFD对处于5,13 m/s这2种不同风速下,高度分别为3,5 m的挡风墙近地表风场进行三维稳态模拟.结果表明:当气流通过挡风墙时,小于墙高的位置速度大幅削减,而高于墙体高度的位置开始加速,存在明显的分区作用;风速为5 m/s时,随着流经长度增加,3 m挡风墙背风侧风速从0呈三角形逐渐增加,在12 m处近地表风速残余系数为0.91~0.98,仍不超过1.00;5 m高挡风墙背风侧风速从0呈矩形趋势逐渐增加,在h<3.1 m,L<6.0 m范围内,近地表风速残余系数为3 m挡风墙的2.02%~93.40%,在h<3.1 m,L>6.0 m范围内近地表风速残余系数为3 m挡风墙的74.60%~89.40%,防风效果明显;风速为13 m/s时,分区效应更加明显,在h<3.1 m,L<6.0 m范围内,5 m挡风墙近地表风速残余系数为3 m挡风墙的5.2%~43.5%,在h<3.1m,L>6.0 m范围内近地表风速残余系数为3 m挡风墙的4.8%~73.3%.     

植物工厂间歇式人工光源的试验研究

设计了用于植物工厂的间歇式人工光源,混合使用发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)和荧光灯,光合有效辐射(Photo-synthetically Active Radiation,PAR)最高为550μmol·m-2·s-1。通过生菜栽培试验,研究3个不同光波动周期(40/40、80/40、120/40)对生菜生理和生长的影响。结果表明:光波动环境可提高生菜的光合能力,生菜的叶绿素在光波动周期较短时含量较高,生菜的干鲜质量随着光波动周期缩短而降低,光波动环境下生菜的单位功耗产量要高于固定光源。     

牧草集装箱植物工厂的研发与应用

牧草生产受自然条件限制,在北方冬季,家畜只能采食青干饲料,其营养成分不能充分满足家畜生长需要。针对上述情况,北京市农业机械研究所有限公司进行了牧草集装箱植物工厂的设计开发,通过智能调控系统,达到温、光、湿、气、水、肥的精准控制,摆脱了牧草种植对自然条件的依赖,实现牧草周年高效生产。      

CFD技术在离心泵优化设计中的应用

随着CFD(计算流体力学)的迅速发展,CFD技术已经被广泛地应用于各类流体机械的设计与优化中。将CFD技术应用于离心泵叶轮优化设计中,以叶轮两叶片间的流场作为研究对象,采用非结构化网格进行网格划分;采用基于时均Navier-Stokes方程和标准k-ε紊流模型对得到的离心泵进行流场计算,并根据计算结果,对离心泵内部流场进行了分析;提出了修改叶轮进口安放角和叶片形状的方法进行优化改型。通过对修改后的叶轮流场进行计算,可以看到叶轮内部流场和流速分布都得到了改善,证明优化后的叶轮形状更符合流动特性。结合实例证明了该方法在离心泵叶轮优化设计中的有效性。     

集装箱植物工厂变频空调系统设计与应用

为解决集装箱植物工厂运行时内部温度偏高且不均匀,无法满足植物生产所需最佳温度等问题,对集装箱植物工厂变频空调系统进行设计。通过对工厂的结构组成进行统计安排,以及总负荷的计算,确定变频空调系统设计方案。通过测试室内外温度、湿度和光照,结果显示,明期集装箱内温度总平均值为26.3 ℃,湿度总平均值为44.8%,光照总平均值为12 082 lx,满足集装箱植物工厂的设计要求。该设计可加快集装箱内的降温速度,实现温度的精确控制。      

草莓集装箱植物工厂设计与应用

集装箱植物工厂具有可移动性强、使用地域广泛、环境可控、高密度种植和周年生产等优点。简要叙述北京市农业机械研究所有限公司设计开发的一种草莓集装箱植物工厂,该植物工厂整体设计形式呈现模块化,重点围绕栽培系统、补光系统、环境调控系统、营养液循环系统及控制系统进行创新设计,并对栽培环境进行测试。该系统在北京市通州区进行运营生产,试验及运营结果表明:草莓集装箱植物工厂可以用于草莓栽培,为集装箱植物工厂种植栽培拓宽思路;该草莓集装箱植物工厂的设计方案合理,系统配置科学,光能利用率高,种植系统安装便捷,可提高资源利用效率,达到草莓的连年生产需求,为农户创造更高价值。      

CFD数值模拟技术在温室环境因子调控中的应用

为了给作物提供适宜的生长环境,使作物免受外部气候条件的影响和虫害的入侵,控制温室内部的微环境十分重要。温室内部的微环境包括温度、湿度和通风速率等环境因子,对作物生长起着至关重要的作用。计算流体力学（CFD）作为一种数值模拟仿真技术,近年来已经广泛用于温室内微环境的模拟,利用CFD对温室内微环境进行模拟,实现温室内流场分布的可视化,有利于优化和改善环境调控措施。讨论了近年来国内外有关CFD在温室通风降温中的研究概况,介绍其在温室微环境模拟中的发展现状、面临的挑战及未来的应用前景。      

植物工厂环境控制技术研究

植物工厂环境控制包括营养液配制系统、灌溉系统、通风系统、温度控制系统、移栽机器人及视觉摄像系统,以及计算机控制系统的软硬件构成。对上述系统进行了介绍,并提出了我国植物工厂研究应注意的问题。随着科技进步和国民经济发展,植物工厂技术的应用得到快速推进。植物工厂是现代农业发展的高等级阶段,是一种高技术、高投入、高产出、装备精良的生产体系,植物工厂车间是比较完善的保护地生产设施,利用这种设施可以人工控制环境条件,一年四季进行各类花卉、蔬菜和水果的生产。20世纪以来,科技进步特别是大数据、互联网+、物联网等技术的发展和应用成本的降低,植物工厂车间环境调节和控制技术水平不断提高,植物工厂车间智能综合环境控制系统,在美国、韩国、日本、荷兰、法国和加拿大等国家获得飞速发展,已经进入互联网智能化阶段。     

沼气池搅拌的CFD模拟及温度场验证

为了对底侧入式搅拌的沼气发酵池内的流场进行研究,该文采用计算流体力学方法,以上海市崇明县某示范工程的主体沼气发酵池（69.3 m3）为对象,对流场和温场进行计算模拟,并通过温度测量来验证温度数值模拟的可靠性,从而间接验证流场数据准确性。通过温度场的模拟和实测数据对比,整体温场模拟和实测数据在0.05水平下无显著差异;通过流场模拟和工程运行的观察,都反映此发酵池中设计的底侧入式搅拌不能充分实现发酵池的搅拌。但模型在相关设定上仍有与实际不符之处,模型仍有待完善。     

密闭式植物工厂内大黄育苗技术研究

密闭式植物工厂是指通过工业的生产方式和流程来生产植物的高效农业系统和省力型生产方式。笔者研究了大黄在密闭式植物工厂条件下的育苗技术,目的是实现大黄育苗环节的人工智能控制,为幼苗生长创造良好的环境,减少人工成本,提高种苗存活率和效率。研究结果表明,利用现代农业技术开展大黄栽培标准化技术研究,有利于大黄规范化生产,提高大黄的产量和品质,助推智慧农业的发展。     

罗马尼亚LED植物工厂设计与应用

人工光植物工厂具有环境可控、高密度种植及周年生产等优点。该文简要叙述了科技部对发展中国家科技援助项目的实施情况，设计开发了一种地下室人工光植物工厂，并在罗马尼亚布加勒斯进行运营生产。结果表明，该工厂设计方案合理，为罗马尼亚当地种植拓宽了思路，是中国设施农业高技术水平在“一带一路”国家实施的典范，为中罗合作提供机遇，对加强许多国家和地区的联系有重要意义。      

植物工厂自动化物流系统的设计

针对当前植物工厂自动化程度低、人工参与易携带病菌造成污染的问题,开发自动化物流系统,对关键部件输送机构、直角坐标机械臂、末端夹持机构、升降机构、双层栽培架和转向机构进行设计,实现移栽和收获工作过程中苗床的自动搬运.种植区域无人化,有效解决由于工人进入栽培室内作业而带来的病菌污染、作业安全隐患和劳动力成本上升等问题,提高...     

植物工厂关键技术发展

植物工厂是基于各项先进技术,实现对植物生长环境的人为调控,从而提高植物生产效率和品质的省力型生产方式。介绍了当前植物工厂的6项关键技术,总结了植物工厂的发展意义,并提出了植物工厂的发展方向。      

集装箱植物工厂新风空调一体化系统设计与应用

针对集装箱植物工厂运行时内部空气无法自动过滤、温湿度不均匀及无法满足植物生产所需最适宜环境等现状,北京市农业机械研究所有限公司进行了集装箱植物工厂新风空调一体化系统设计,以解决集装箱植物工厂内环境净化难题,达到高效节能的目的.     

家庭式微植物工厂监控系统设计

为了解决家庭阳台种植作物过程中湿气重、难控制的问题,提出了家庭式微植物工厂。它是密闭式的,利用智能化控制技术使作物进行自我调节,采用层结构设计及配套环境监测装置。监测系统是以无线传感技术、控制技术和多传感器融合技术为核心;以STM32为核心控制单元;以上位机为终端实时显示系统内环境参数的家庭种植环境监控设备。系统实现了微型植物工厂内部温湿度、光照等多个环境因子的实时显示和精确控制,具有较高的实用性。      

小型植物工厂控制系统设计

采用单片机对植物工厂的环境因素及培养架进行控制,以实现对植物自动化培养。根据植物工厂中的温度、湿度以及二氧化碳浓度,设计了一种能够实时测量植物工厂中的环境变量,并且当环境变量超出限定范围时,能够执行降温,除湿以及增加二氧化碳浓度等功能的环境控制系统。同时,还设计了一种能够将培养架高处植物移动至指定位置的培养盆取放控制系统。