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。     

热泵太阳能组合干燥器在龙须菜加工中的应用研究

本文介绍了采用热泵太阳能组合干燥器对龙须菜的干燥加工应用,实践证明采用热泵和太阳能组合的方式可以结合两者的优点,缩短干燥时间,提高干燥效率。     

基于热力学定律的太阳能利用探究

本文对太阳能的起源、传播、与物质的相互作用以及储存和利用等各个方面所涉及的物理学定律,特别是对太阳能热利用所涉及的热力学定律进行了概括和归纳。根据热力学定律指出太阳能热利用的真正适用范围。     

日光温室内置式太阳能集热调温装置试验研究

为了提高冬季日光温室内的温度,研究开发了贮蓄太阳热能用于夜间温室内加温的太阳能集热调温试验装置.该装置垂直固定在日光温室内靠近北墙的钢筋拱架上,利用冬季晴天时北墙部位的太阳辐射热量使水增温,并把水储存在蓄热水箱内;夜间温室内温度降到一定程度时,利用所贮蓄的热量再给温室加温.试验结果表明:该装置白昼贮热与夜间加温效果明显,白昼集热可使水温提高20℃以上,夜间用蓄积的热量加温,可以使室内气温平均提高约1.7℃以上.     

Simulation of transpiration, drainage, N uptake, nitrate leaching, and N uptake concentration in tomato grown in open substrate

Free-drainage or “open” substrate system used for vegetable production in greenhouses is associated with appreciable NO₃⁻ leaching losses and drainage volumes. Simulation models of crop N uptake, N leaching, water use and drainage of crops in these systems will be useful for crop and water resource management, and environmental assessment. This work (i) modified the TOMGRO model to simulate N uptake for tomato grown in greenhouses in SE Spain, (ii) modified the PrHo model to simulate transpiration of tomato grown in substrate and (iii) developed an aggregated model combining TOMGRO and PrHo to calculate N uptake concentrations and drainage NO₃⁻ concentration. The component models simulate NO₃⁻-N leached by subtracting simulated N uptake from measured applied N, and drainage by subtracting simulated transpiration from measured irrigation. Three tomato crops grown sequentially in free-draining rock wool in a plastic greenhouse were used for calibration and validation. Measured daily transpiration was determined by the water balance method from daily measurements of irrigation and drainage. Measured N uptake was determined by N balance, using data of volumes and of concentrations of NO₃⁻ and NH₄⁺ in applied nutrient solution and drainage. Accuracy of the two modified component models and aggregated model was assessed by comparing simulated to measured values using linear regression analysis, comparison of slope and intercept values of regression equations, and root mean squared error (RMSE) values. For the three crops, the modified TOMGRO provided accurate simulations of cumulative crop N uptake, (RMSE = 6.4, 1.9 and 2.6% of total N uptake) and NO₃⁻-N leached (RMSE = 11.0, 10.3, and 6.1% of total NO₃⁻-N leached). The modified PrHo provided accurate simulation of cumulative transpiration (RMSE = 4.3, 1.7 and 2.4% of total transpiration) and cumulative drainage (RMSE = 13.8, 6.9, 7.4% of total drainage). For the four cumulative parameters, slopes and intercepts of the linear regressions were mostly not statistically significant (P < 0.05) from one and zero, respectively, and coefficient of determination (r²) values were 0.96-0.98. Simulated values of total drainage volumes for the three crops were +21, +1 and −13% of measured total drainage volumes. The aggregated TOMGRO-PrHo model generally provided accurate simulation of crop N uptake concentration after 30-40 days of transplanting, with an average RMSE of approximately 2 mmol L⁻¹. Simulated values of average NO₃⁻ concentration in drainage, obtained with the aggregated model, were −7, +18 and +31% of measured values.     

新疆小白杏的太阳能干燥试验研究

作为取之不尽且对环境无污染的能源,太阳能在农业干燥方面有着广泛的用途。为此,利用自主研制的整体式太阳能果蔬干燥装置,进行了太阳能干燥试验,研究了在不同处理方式、温度和风速条件下小白杏的干燥特性,得出不同条件下的干燥特性曲线。水洗处理可提高卫生指标,切分处理可提高干燥速度,提高干燥箱内热空气温度,可显著提高干燥速率,但温度不宜超过85℃;风速为5.5m/s时对干燥速率的影响不显著。最优条件:温度65℃、风速为11.5m/s下,用32h可将小白杏的含水率从79%降低至18%。该项先进的设备和技术还可用于其他果蔬干燥。     

沼气工程太阳能双效增温系统热平衡分析

根据我国北方冬季气温偏低、沼气池产气慢且少的特点,结合日照特点,设计了由太阳能温室和集热室两部分组成的太阳能双效增温沼气系统。利用传热学的基本理论,建立了沼气系统的热平衡方程,并通过理论计算,分析了太阳能双效增温沼气系统内各部分的热利用效率。     

基于单片机的太阳能热水器控制系统的研究

文章研究的内容是以STC89C52单片机为核心组成太阳能热水器的控制系统,它能对太阳能热水器进行控制,实现水位和水温的测量与控制。该系统可以改善对水位和水温的控制稳定性和可靠性,实现可视化界面的控制。     

新型日光温室骨架型材的改进设计

我国早期的日光温室通常采用塑料薄膜为外覆盖材料,圆钢作骨架,细绳穿过塑料膜将其捆扎在钢骨架上。这种日光温室对塑料薄膜的损害很大,而且固定也不牢固,在春季大风天气下很容易被刮坏,大大降低了塑料薄膜的使用寿命,农户也不得不在1~2年就更换一次新的塑料薄膜,大大增加了日光温室的运行成本和农户的经济负担。为此,设计了一种用型材固定塑料薄膜的方法,并通过数学计算及强度计算,对温室的骨架型材进行改进,达到了降低成本的目的。     

牧草干燥太阳能聚焦吸收器机理分析与优化

目前太阳能干燥设备是以非聚焦板式空气集热器为关键工作部件,其干燥效率和生产率均较低。为此,研究了太阳能聚焦吸收器的黑腔功能,利用该功能减少聚焦光线对外二次辐射和能量损失。设计4种结构类型的太阳能聚焦吸收器,进行了性能机理研究和对比分析,其中三角形聚焦吸收器呈现出良好的黑腔效果。进一步对三角形聚焦吸收装置进行优化,得出吸收器内腔深度在4 cm左右时性能最佳。对4种吸收器进行了试验测试,结果表明,三角形优于圆弧形,圆弧形优于方形,性能最差的是半圆形。吸收器开口宽度为5 cm时的黑腔效果低于开口宽度为3 cm时的效果。盖板形状对吸收器性能产生影响,平板优于圆形,V形最差。