基于CFD的雾培箱内部温度场空间分布数值模拟

以雾培箱为研究对象,采用CFD数值模拟计算的方法,用FLURNT软件建立了求解雾培箱内部温度场分布的计算模型,采用标准κ-ε模型对雾培箱内部进行了温度场分布的三维稳态求解,验证了数值计算模型的适用性。通过试验分析了雾化喷头喷雾后雾培箱内部温度变化规律。该试验能为雾培种植提供理论基础和数据支撑,并为雾培箱结构优化设计及根系环境调节等提供依据。     

气雾栽培箱喷雾条件下温度场的CFD数值模拟

分析气雾栽培箱外部温度为18℃和20℃,18℃和22℃营养液雾化后,气雾栽培箱内部和生菜根系周围温度的变化,采用CFD(计算流体动力学)方法对气雾栽培箱内部温度场进行数值模拟与预测。结果表明:当气雾栽培箱外部温度18℃时,22℃营养液雾化后,气雾栽培箱内部温度的实测值和模拟值的差值均小于2.9℃,平均相对误差为8.1%,均方根误差为1.2℃。所建CFD模型准确有效。     

基于超声雾化的蔬菜栽培管道内雾滴沉降规律研究

为了研究风速、雾化量、温度差对蔬菜栽培管道内营养液雾气的沉降变化的影响,搭建了基于超声雾化的蔬菜栽培管道试验平台。采用单因素试验分析了风速、雾化量、温度差对管道内雾气沉降量的影响,利用二次回归正交旋转组合试验得到影响雾气沉降的因素主次顺序,并建立了营养液雾气沉降量的回归方程。随着栽培管道内雾化量的增加,沉降量总体呈上升趋势。当雾化量低于420 mL·h^-1时沉降量增加缓慢,当雾化量大于420 mL·h^-1时沉降量增加明显。随着风速逐渐增大,沉降量不断减少,风速为1.1 m·s^-1沉降量最大,风速大于1.5 m·s^-1后沉降量显著减少。沉降量随着温度差的正负水平近似对称变化,温度差绝对值增大,沉降量增加。回归模型的R²为0.734 7,模型的拟合程度较高。三个因素对蔬菜根系雾气沉降影响排序为雾化量>风速>温度差。模型求得沉降量最大值为0.063 g,最优组合雾化量为680.11 mL·h^-1,风速为1.34 m·s^-1,温度...     

蔬菜气雾栽培箱不同气流循环方式的流场和温度场CFD模拟

蔬菜气雾栽培箱内的空气流动和温度对箱体内的环境调节及农作物生长具有重要作用,农作物周围空气的均匀性流动能促进农作物的生长速率。为探究蔬菜气雾栽培箱内流场及温度场分布规律,基于计算机流体力学(CFD,computational fluid dynamics)方法,利用FLUENT软件,结合标准湍流模型、有孔介质模型、作物冠层质热交换模型等,建立了蔬菜气雾栽培箱不同气流循环方式下的CFD模型。并对气雾栽培箱内的环境进行优化设计,设计了3种气流循环方案:顶面进侧面出,侧面进顶面出,侧面进侧面出。对送回风口的不同位置布局进行了研究,并对3种气流循环方案进行了数值模拟。模拟结果可知:气流为顶面进侧面出方案中,风速位于生菜生长适宜风速值区域占58.1%,适宜温度值区域占93.6%,通风死角区域占比0.844%;气流为侧面进顶面出方案中,生菜生长适宜风速值区域占59.6%,适宜温度值区域占99.98%,通风死角区域占比0.069%;气流为侧面进侧面出方案中,风速位于生菜生长适宜风速值区域占54.3%,适宜温度值区域占92.4%,通风死角区域占比16.7%。分析对比后得到侧面进顶面出为最佳气流循环方案。并对此进行了试验测试,结果表明:气雾栽培箱内温度、风速模拟值和实测值进行对比,温度平均相对误差为3.9%,均方根误差为0.86℃。风速平均相对误差为3.5%,均方根误差为0.26m/s,模拟值和实测值误差较小,模拟效果良好,验证了CFD模型的准确性。该研究为蔬菜气雾栽培箱内的流场及温度变化规律,内部环境调节,装置优化设计提供了参考依据。