日光溫室結構和覆蓋材料對溫室熱損失的影響研究.pdf

1、近些年我國日光溫室取得了大規(guī)模的發(fā)展，但仍然存在光照利用率低，保溫性能差，室內環(huán)境可控性差等問題，尤其是保溫問題，深受種植者詬病。研究對降低對流熱損失更有利的溫室結構，發(fā)展保溫效果更好的覆蓋保溫材料，具有十分重要的現(xiàn)實意義。
　　 本文首先通過數值模擬的方法討論風向為北風和南風的情況，分析改變溫室后頂坡度、后墻護坡坡度和前頂面形狀對溫室頂面對流熱損失的影響，模擬結果表明:①溫室后頂坡度為15～30°時，南風和北風時，溫室頂面總體

2、的對流換熱系數均較低，并且溫室前頂面產生的漩渦均較小，且局限于距溫室前頂面兩米的范圍內;北風時，后頂坡度越大，在后頂面產生漩渦越劇烈，這會加劇主流區(qū)和壁面區(qū)的擾動，減薄速度邊界層，不僅大幅度增加對流換熱量，甚至還可能掀起或破壞覆蓋物。從減少對流熱損失角度出發(fā)，后項坡度為15～30°較合適。②北風時，隨著后墻坡度增大，前頂的對流換熟系數降低，但后墻坡度增大會造成后頂附近漩渦區(qū)域變大，對流換熱增強，此影響相對前者更為顯著;南風時，后墻坡度變

3、化對溫室前頂和后頂的對流換熱系數影響都很小。所以，在后墻坡度的選擇時，應盡量減小后墻坡度，同時應考慮溫室后墻護坡占地面積的影響。③北風時，溫室前項面的截面型線飽滿度對溫室前頂面的對流換熱系數影響不大，截面型線越飽滿，前頂處產生的漩渦越小，且后頂的對流換熱系數越低。南風時，雖然溫室前頂曲線越飽滿，在前項的對流換熱系數越高，但溫室后頂的對流換熱系數的降低相對更大。因此，綜合考慮南風和北風時對流換熱的影響，在選定溫室前頂形狀時，從減少對流熱損

4、失角度出發(fā)，應該選用飽滿度高的截面型線。
　　 其次研究了夜間溫室外表面發(fā)射率對天空輻射的影響，計算了周圍空氣的等量溫度，通過選擇合適的數學模型，研究了改變溫室最外層覆蓋物的發(fā)射率和覆蓋材料的熱導率對溫室熱損失的影響規(guī)律。結果表明:①降低最外層覆蓋物的發(fā)射率，能夠很大幅度的降低溫室外壁面對外的總熱流量，在熱導率為0.092W/(m·K)時，發(fā)射率為0.1的總熱流量比發(fā)射率為0.3、0.5、0.7和0.9的總熱流量分別降低9.2％

5、、17.5％、26.2％和33.5％，降低發(fā)射率對提高溫室內部空氣平均溫度效果顯著;發(fā)射率越高，輻射熱流量占總的熱流量的比例也越高，發(fā)射率為0.1時所占比例僅為9％，發(fā)射率為0.9時，所占比例達到了53％;降低發(fā)射率雖然增加了對流換熱的熱流量，但相對輻射熱流量的降低而言較小。②通過對比不同熱導率工況下改變發(fā)射率對溫室熱損失的影響，結果發(fā)現(xiàn)熱導率越高的工況，降低覆蓋膜發(fā)射率對降低總的熱流量效果越明顯，對降低溫室熱損失能夠起到越好的效果。③