塑料大棚群自然通風(fēng)下溫度場與氣流場的CFD研究.pdf

1、塑料鋼管大棚溫室是我國溫室行業(yè)中最常見的一種類型。隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，溫室在作物生產(chǎn)上的應(yīng)用呈現(xiàn)出規(guī)?；?，鋼管大棚群作為一個集約的整體得到迅速推廣。展開對由多個塑料鋼管大棚溫室組成的大棚群內(nèi)部溫度場和氣流場的研究，有助于了解在大棚群中各溫室相互間的影響，對于溫室環(huán)境的調(diào)控具有重要意義。
　　本研究以南方塑料鋼管大棚組成的大棚群為研究對象，通過現(xiàn)場試驗和仿真技術(shù)相結(jié)合，利用CFD技術(shù)對大棚群內(nèi)的溫度場與氣流場進行分析，對影響室內(nèi)溫度

2、場的相關(guān)因素進行了討論分析，為溫室環(huán)境控制策略提供理論參考。主要的研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)以鎮(zhèn)江市瑞京農(nóng)業(yè)科技示范園內(nèi)塑料鋼管大棚群為研究對象，采用溫濕度傳感器、超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀和便攜式氣象站對大棚溫室內(nèi)外環(huán)境進行測量。通過試驗數(shù)據(jù)分析了大棚內(nèi)溫濕度以及室內(nèi)外風(fēng)速風(fēng)向隨時間的變化規(guī)律。試驗結(jié)果顯示，溫室內(nèi)溫度要高于室外溫度，其變化與太陽輻射強度有密切關(guān)系，相對濕度的變化規(guī)律與溫度正好相反。
　　(2)利用CFD技術(shù)建

3、立了試驗大棚溫室群的數(shù)值模型，采用標準k-ε湍流模型和DO輻射模型，并對自然通風(fēng)條件下大棚溫度場和氣流場展開模擬。所得模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)兩者數(shù)值吻合良好，變化規(guī)律一致。溫度模擬值與實測值最大差值為3.7℃，平均溫差為1.85℃。最大相對誤差和平均相對誤差為9.74％和5.03％，能夠較為準確的反映室內(nèi)溫度分布情況。說明該模型在模擬大棚群流場分布方面具有一定的適用性。
　　(3)根據(jù)模擬結(jié)果分析了塑料大棚群自然通風(fēng)條件下溫

4、度場與氣流場的分布規(guī)律。大棚群中溫度分布在長度方向上存在梯度，棚內(nèi)南北最大溫差為3.7℃。在高度方向上，距地0.4m-1.0m范圍內(nèi)的溫度小于地面和屋頂附近的溫度，表現(xiàn)為“高-低-高”的分布態(tài)勢。溫室之間的差別主要表現(xiàn)為位于上風(fēng)向的溫室室內(nèi)平均溫度低，平均風(fēng)速大，說明溫室之間對通風(fēng)存在一定的遮擋影響。
　　(4)對于影響自然通風(fēng)條件時溫度場與氣流場分布的因素，探討了幾種提高大棚群通風(fēng)降溫的措施。在溫室結(jié)構(gòu)方面增加天窗或提高肩高都能