食用菌工廠化生產(chǎn)是多學(xué)科交集的新型農(nóng)業(yè)培養(yǎng)方式。目前全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正在由工業(yè)化、規(guī)�；a(chǎn)向智能化、精細(xì)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變,而我國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)剛完成了由分散化、作坊式生產(chǎn)向工廠化、規(guī)�；a(chǎn)的轉(zhuǎn)變,正向智能化、精細(xì)化生產(chǎn)的方向發(fā)展。食用菌工廠生產(chǎn)中一般采用大密度堆積培養(yǎng)瓶進(jìn)行集中換熱的方式,將瓶體內(nèi)食用菌生長(zhǎng)所產(chǎn)生的熱量排出。如果培養(yǎng)瓶排列方式和風(fēng)機(jī)布局不合理,容易導(dǎo)致培養(yǎng)房?jī)?nèi)環(huán)境溫度分布不均勻、冷卻系統(tǒng)消耗功率過(guò)大等問(wèn)題,嚴(yán)重影響食用菌產(chǎn)量。因此,研究合理的培養(yǎng)瓶排列方式和風(fēng)機(jī)布局分布可以提高食用菌產(chǎn)量和保證食用菌成品率。本文針對(duì)目前食用菌培養(yǎng)房?jī)?nèi)環(huán)境溫度分布不均勻、出菇不同步等問(wèn)題,以上海某金針菇中期培養(yǎng)房為研究對(duì)象,首次測(cè)量了金針菇不同生長(zhǎng)階段的發(fā)熱量,采用計(jì)算流體力學(xué)(Computational Fluid Dynamics,CFD)Fluent軟件對(duì)培養(yǎng)房?jī)?nèi)溫度、速度場(chǎng)進(jìn)行模擬,模擬結(jié)果與實(shí)地測(cè)量結(jié)果吻合較好。在分析原始廠房?jī)?nèi)部溫度、速度場(chǎng)特征的基礎(chǔ)上,提出了4種優(yōu)化方案并進(jìn)行CFD模擬,對(duì)比選擇出最優(yōu)方案,為食用菌工廠精細(xì)化暖通控制提供了參考依據(jù)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:1.研究了金針菇發(fā)熱量與其生長(zhǎng)周期和環(huán)境溫度的關(guān)系。針對(duì)影響金針菇發(fā)熱量的兩種因素,根據(jù)等效替代原理,通過(guò)自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備模擬金針菇在絕熱箱體內(nèi)對(duì)內(nèi)部空氣的加熱,換算獲得金針菇發(fā)熱量。結(jié)果表明:金針菇發(fā)熱量主要受不同生長(zhǎng)階段的影響,在第0~12天的生長(zhǎng)期,金針菇發(fā)熱量呈上升趨勢(shì),在第12~20天的生長(zhǎng)期,發(fā)熱量達(dá)到峰值,每瓶發(fā)熱量約為0.15W,在第20~24天的生長(zhǎng)期,發(fā)熱量又有所降低,每瓶發(fā)熱量約為0.1W。不同環(huán)境溫度對(duì)金針菇發(fā)熱量影響并不顯著。2.建立了培養(yǎng)瓶體和金針菇培養(yǎng)房?jī)蓚�(gè)仿真模型。利用瓶體模型模擬得到了空氣穿過(guò)培養(yǎng)瓶間隙產(chǎn)生的壓差,從而確定存放培養(yǎng)瓶的箱體結(jié)構(gòu)在單位長(zhǎng)度上的壓差和空氣的阻力系統(tǒng)隨空氣流速的關(guān)聯(lián)式。在此基礎(chǔ)上,將培養(yǎng)房模型中培養(yǎng)瓶所占區(qū)域定義為多孔介質(zhì)區(qū)域,應(yīng)用瓶體模型得到的空氣阻力與流速的關(guān)聯(lián)式,對(duì)整個(gè)培養(yǎng)房的空氣流動(dòng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬,利用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)驗(yàn)證模擬結(jié)果。結(jié)果表明:在距地面0.1 m、1.8 m和3.5 m三個(gè)平面上金針菇生長(zhǎng)區(qū)域的平均溫差與數(shù)值模擬結(jié)果差距在0.3°C左右,模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合。3.提出了4種暖通優(yōu)化方案�；谠寄Ｐ偷哪M結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了生長(zhǎng)區(qū)域阻力較大、冷空氣動(dòng)力不足、風(fēng)機(jī)下方過(guò)熱等問(wèn)題。在原始模型基礎(chǔ)上,通過(guò)添加噴嘴、改變風(fēng)機(jī)回風(fēng)口等措施,提出4種優(yōu)化方案。結(jié)果表明:方案4添加箱體橫向?qū)Я鏖g隙是最優(yōu)方案,此方案能顯著改善空氣在金針菇生長(zhǎng)區(qū)域的流動(dòng)換熱,使模擬區(qū)域的金針菇培養(yǎng)瓶生長(zhǎng)區(qū)域溫度穩(wěn)定在13°C左右,且生長(zhǎng)區(qū)域溫差最小。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TB657
【部分圖文】：

第三章 金針菇培養(yǎng)房實(shí)驗(yàn)介紹金針菇培養(yǎng)房?jī)?nèi)環(huán)境條件、金針菇的發(fā)熱量等參數(shù)未知，需通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行測(cè)量。本章節(jié)的金針菇培養(yǎng)房實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)主要分為兩部分：（1）培養(yǎng)房?jī)?nèi)溫度、速度場(chǎng)的測(cè)量；（2）培養(yǎng)房?jī)?nèi)金針菇在菌絲體階段發(fā)熱量的測(cè)量。本章具體介紹了金針菇培養(yǎng)房?jī)?nèi)的環(huán)境條件分布情況、金針菇發(fā)熱量的測(cè)量方法以及實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果。為后面章節(jié)設(shè)定邊界條件、驗(yàn)證模擬結(jié)果提供數(shù)據(jù)支持。3.1 培養(yǎng)房環(huán)境條件測(cè)量3.1.1 溫度分布測(cè)量圖 3.1 為金針菇培養(yǎng)房?jī)?nèi)箱體分布部分截圖，因培養(yǎng)房分布為周期性分布，選取其中橘色部分為切片模型模擬所在區(qū)域。在橘色區(qū)域兩側(cè)的環(huán)境條件會(huì)受其他風(fēng)機(jī)的影響，測(cè)量結(jié)果并不準(zhǔn)確，因此選擇中間段部分進(jìn)行溫度測(cè)量，在圖 3.1中紅色方框區(qū)域?yàn)闇囟葌鞲衅鳒y(cè)量點(diǎn)所在區(qū)域。測(cè)量點(diǎn)區(qū)域

圖 3.2 金針菇箱體圖Fig 3.2 Flammulina velutipes box.視圖中紅色點(diǎn)）擺放位置分布如圖 層、10 層、20 層（其中最上層菇床 中三處截面分別是第 1 層、10 層和 18 個(gè)，用于測(cè)量金針菇生長(zhǎng)區(qū)域處放置一個(gè)，共 2 個(gè)測(cè)量點(diǎn)，用于測(cè)量放置測(cè)量點(diǎn)，具體位置在箱體背面第層放置 3 個(gè)測(cè)量點(diǎn)，共 9 個(gè)，用于Z 方向

圖 3.2 金針菇箱體圖Fig 3.2 Flammulina velutipes box.量點(diǎn)（三視圖中紅色點(diǎn)）擺放位置分布如圖 3.3中的第 1 層、10 層、20 層（其中最上層菇床為，圖 3.3 中三處截面分別是第 1 層、10 層和 20量點(diǎn)，共 18 個(gè)，用于測(cè)量金針菇生長(zhǎng)區(qū)域處溫出口處各放置一個(gè)，共 2 個(gè)測(cè)量點(diǎn)，用于測(cè)量風(fēng)間隙中間放置測(cè)量點(diǎn)，具體位置在箱體背面第 1高度，每層放置 3 個(gè)測(cè)量點(diǎn)，共 9 個(gè)，用于測(cè)。Z 方向
【參考文獻(xiàn)】

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1 張金霞;陳強(qiáng);黃晨陽(yáng);高巍;曲積彬;;食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J];菌物學(xué)報(bào);2015年04期

2 雷瑞銘;陳志賦;;工廠化金針菇袋栽技術(shù)及管理要點(diǎn)[J];食用菌;2014年06期

3 周偉;李永博;汪小旵;;基于CFD非穩(wěn)態(tài)模型的溫室溫度預(yù)測(cè)控制[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2014年12期

4 陳強(qiáng);黃晨陽(yáng);;日本食用菌產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀[J];中國(guó)食用菌;2013年05期

5 張俊飚;李波;;對(duì)我國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與政策思考[J];華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版);2012年05期

6 宋衛(wèi)東;王明友;肖宏儒;宋志禹;丁文芹;;我國(guó)食用菌工廠化生產(chǎn)技術(shù)[J];中國(guó)農(nóng)機(jī)化;2011年06期

7 覃寶山;覃勇榮;;新型培養(yǎng)料栽培食用菌研究的現(xiàn)狀及展望[J];中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào);2010年16期

8 常明昌;孟俊龍;程紅艷;韓曉芳;郭亮;徐全飛;;我國(guó)食用菌工廠化栽培的初步研究與探索[J];山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

9 李淑秀;;我國(guó)食用菌研究進(jìn)展[J];安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)(上半月刊);2010年01期

10 程秀花;毛罕平;;風(fēng)向?qū)厥覂?nèi)氣流分布模式影響的CFD分析[J];山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年06期

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2 楊振超;日光溫室內(nèi)最佳風(fēng)速指標(biāo)與CFD模擬[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2006年

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2 于麗麗;食用菌工廠化環(huán)境控制系統(tǒng)的研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 岳仕達(dá);食用菌生長(zhǎng)環(huán)境智能控制系統(tǒng)的研究[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

4 韓沐辰;CFD在綠色建筑室外風(fēng)環(huán)境評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2015年

5 王朝勇;重慶Venlo型溫室機(jī)械通風(fēng)降溫效果模擬研究[D];西南大學(xué);2014年

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7 譚勝男;基于CFD的現(xiàn)代化溫室環(huán)境數(shù)值模擬與優(yōu)化研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

8 樓書(shū)含;基于Fluent的體育館建筑火災(zāi)煙氣流動(dòng)與控制研究[D];中南大學(xué);2011年

9 王金香;多孔介質(zhì)土壤熱滲耦合模型及埋管周?chē)寥罍囟葓?chǎng)數(shù)值模擬研究[D];大連理工大學(xué);2006年

10 趙淵;CFD技術(shù)在影劇院空調(diào)系統(tǒng)氣流組織優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2837881