發(fā)布時(shí)間：2017-06-19 14:10

  本文關(guān)鍵詞：日光溫室土壤—空氣換熱系統(tǒng)的對(duì)比試驗(yàn)與整場(chǎng)解，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：日光溫室是可再生能源利用的一種形式,其簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的特點(diǎn)使之成為我國(guó)北方農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。但也因其封閉的種植特點(diǎn),夏季,溫室內(nèi)易出現(xiàn)高溫高濕的狀態(tài)極其不利于作物的正常生長(zhǎng),且易發(fā)生病蟲(chóng)害;而冬季的低溫易致作物受凍。目前,對(duì)溫室內(nèi)溫濕度環(huán)境因子調(diào)控的不完善,制約了日光溫室的可持續(xù)發(fā)展。所以,本文針對(duì)如何經(jīng)濟(jì)高效地保證日光溫室最基本的熱濕環(huán)境這一問(wèn)題,重點(diǎn)展開(kāi)對(duì)設(shè)置有土壤-空氣換熱器的日光溫室室內(nèi)溫度場(chǎng)及地下土壤溫度場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比分析和模擬研究。本文首先從兩個(gè)不同的日光溫室實(shí)例即試驗(yàn)日光溫室和對(duì)照日光溫室出發(fā),根據(jù)在冬夏兩季,不同天氣條件下實(shí)測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)二者的室內(nèi)外溫濕度以及室內(nèi)地表土壤溫度進(jìn)行對(duì)比分析,得出:冬季,由于土壤-空氣換熱器的作用,試驗(yàn)日光溫室可以保證室內(nèi)最低溫度在8.9℃以上,而對(duì)照日光溫室的最低溫度接近0℃;室內(nèi)平均溫度比對(duì)照日光溫度高出7℃-8℃。試驗(yàn)日光溫室內(nèi)的地表土壤溫度保持在15℃左右,比對(duì)照日光溫室的高5℃-7℃,而且波動(dòng)范圍比之小。夏季與寒冷的冬季相反,在兩個(gè)日光溫室室外溫度相差不大的情況下,試驗(yàn)日光溫室室內(nèi)的地表溫度明顯比對(duì)照日光溫室的低5℃-7℃。證明了土壤-空氣換熱器在日光溫室的溫度調(diào)控中所起的積極作用。然后,在換熱管不同的進(jìn)口風(fēng)速下,利用實(shí)測(cè)的水平換熱管內(nèi)不同管長(zhǎng)處的溫度以及土壤的溫度場(chǎng)數(shù)據(jù),對(duì)吳書(shū)源的土壤-空氣換熱器模型的模擬結(jié)果以及最佳埋管方式的無(wú)量綱計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,證明了模型模擬結(jié)果和無(wú)量綱計(jì)算選擇最佳埋管方式的合理性和可靠性。最后據(jù)驗(yàn)證結(jié)果,結(jié)合兩個(gè)日光溫室的特點(diǎn),建立合理的物理和數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用FLUENT15.0軟件建立日光溫室土壤-空氣換熱系統(tǒng)整場(chǎng)的三維模型,并將試驗(yàn)所得的室內(nèi)外空氣溫度、換熱管內(nèi)溫度及土壤的溫度變化規(guī)律,編制為用戶自定義的函數(shù)即UDF,作為日光溫室與土壤-空氣換熱系統(tǒng)整場(chǎng)數(shù)值求解的依據(jù)和條件,經(jīng)數(shù)值模擬求解得出:夏季,土壤-空氣換熱器在白天的降溫能力達(dá)到7℃,夜間加熱的能力約為2℃。冬季,除靠近外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的小部分空間,基本能保證空氣溫度在5℃以上,在作物所在的部分區(qū)域,甚至能達(dá)到7℃,基本能保證作物不受凍。本文在求解過(guò)程中同時(shí)對(duì)管道的進(jìn)出口溫度進(jìn)行了監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)管道在冬季對(duì)空氣的加熱能力非常有限,啟動(dòng)時(shí)最高達(dá)6℃,但穩(wěn)定之后最高僅為4℃,比夏季對(duì)空氣的降溫能力弱很多。
【關(guān)鍵詞】：日光溫室 溫度場(chǎng) 土壤-空氣換熱器 FLUENT 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU83
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 日光溫室11-12
• 1.2 日光溫室技術(shù)12
• 1.3 土壤-空氣換熱器12-13
• 1.4 土壤-空氣換熱器應(yīng)用于溫室的研究現(xiàn)狀13-21
• 1.5 研究課題的來(lái)源、意義與目的21-22
• 1.5.1 研究課題的來(lái)源21
• 1.5.2 研究課題的意義21
• 1.5.3 研究課題的目的21-22
• 1.6 課題研究的數(shù)據(jù)處理軟件22-24
• 第二章 試驗(yàn)平臺(tái)及試驗(yàn)儀器簡(jiǎn)介24-34
• 2.1 試驗(yàn)平臺(tái)的地理位置及氣候條件24
• 2.1.1 地理位置24
• 2.1.2 氣候條件24
• 2.2 試驗(yàn)日光溫室24-31
• 2.2.1 試驗(yàn)日光溫室構(gòu)造24-26
• 2.2.2 試驗(yàn)日光溫室內(nèi)土壤-空氣換熱器的設(shè)置26-28
• 2.2.3 試驗(yàn)儀器及測(cè)點(diǎn)布置28-31
• 2.2.4 數(shù)據(jù)的采集和整理31
• 2.3 對(duì)照日光溫室31-33
• 2.3.1 對(duì)照日光溫室介紹31-32
• 2.3.2 試驗(yàn)儀器及測(cè)點(diǎn)布置32-33
• 2.3.3 數(shù)據(jù)的采集整理33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 試驗(yàn)結(jié)果分析34-52
• 3.1 對(duì)比分析34-45
• 3.1.1 類似室外天氣條件下室內(nèi)外溫濕度的對(duì)比分析34-37
• 3.1.2 類似室外天氣條件下室內(nèi)地表土壤溫度的對(duì)比分析37-45
• 3.2 日光溫室土壤-空氣換熱器換熱管的CFD模擬結(jié)果的驗(yàn)證45-50
• 3.2.1 CFD模型模擬優(yōu)化結(jié)果簡(jiǎn)介[]45-47
• 3.2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證47-50
• 3.3 本章小結(jié)50-52
• 第四章 日光溫室土壤-空氣換熱系統(tǒng)整場(chǎng)數(shù)值模型的建立52-66
• 4.1 日光溫室內(nèi)的熱傳遞52-53
• 4.2 日光溫室研究的物理模型53-54
• 4.3 日光溫室數(shù)學(xué)模型的建立54-57
• 4.3.1 日光溫室數(shù)學(xué)模型的簡(jiǎn)化與假設(shè)54
• 4.3.2 日光溫室內(nèi)空氣流動(dòng)與傳熱問(wèn)題的控制方程54-57
• 4.4 模型和算法的選擇57-64
• 4.4.1 紊流模型的選擇57-58
• 4.4.2 輻射模型的選擇58-59
• 4.4.3 算法的選擇59-60
• 4.4.4 邊界條件的設(shè)定60-64
• 4.5 三維模型的建立和網(wǎng)格劃分64-65
• 4.5.1 三維模型的建立64
• 4.5.2 模型的網(wǎng)格劃分64-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 第五章 日光溫室土壤-空氣換熱系統(tǒng)的整場(chǎng)解66-82
• 5.1 模型介紹與驗(yàn)證66-68
• 5.1.1 模型介紹66-67
• 5.1.2 模型驗(yàn)證67-68
• 5.2 日運(yùn)行狀況68-73
• 5.2.1 夏季日運(yùn)行狀況68-70
• 5.2.2 冬季日運(yùn)行狀況70-73
• 5.3 天氣變化時(shí)連續(xù)運(yùn)行狀況73-76
• 5.4 土壤溫度場(chǎng)的變化76-79
• 5.4.1 夏季土壤溫度變化76-78
• 5.4.2 冬季土壤溫度變化78-79
• 5.5 本章小結(jié)79-82
• 第六章 結(jié)論與展望82-86
• 6.1 結(jié)論82-84
• 6.1.1 試驗(yàn)對(duì)比分析結(jié)論82-83
• 6.1.2 模型驗(yàn)證結(jié)論83
• 6.1.3 整場(chǎng)模擬求解結(jié)論83-84
• 6.2 展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-92
• 致謝92-94
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄94

【相似文獻(xiàn)】

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2 記者　馬順龍;武威大力發(fā)展日光溫室[N];甘肅日?qǐng)?bào);2006年

3 記者　馬順龍;武威發(fā)展日光溫室[N];甘肅日?qǐng)?bào);2006年

4 記者　馬順龍;民勤加快日光溫室建設(shè)步伐[N];甘肅日?qǐng)?bào);2006年

5 馬順龍;古浪加快推進(jìn)日光溫室建設(shè)[N];甘肅日?qǐng)?bào);2006年

6 記者　馬順龍;武威大力發(fā)展日光溫室[N];甘肅日?qǐng)?bào);2007年

7 本報(bào)記者　馬順龍;武威市日光溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁[N];甘肅日?qǐng)?bào);2007年

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9 本報(bào)記者 張澤三 孫煜東 李平 楊大立 吳春梅;興建日光溫室 發(fā)展高效農(nóng)業(yè)[N];武威日?qǐng)?bào);2006年

10 郭忠榮 楊書(shū)元;涼州日光溫室發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁[N];武威日?qǐng)?bào);2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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2 王士超;黃土高原不同年限日光溫室土壤養(yǎng)分供應(yīng)特性[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

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5 郭正昊;北方地區(qū)日光溫室生態(tài)動(dòng)力學(xué)研究[D];吉林大學(xué);2012年

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8 袁洪波;日光溫室封閉式栽培系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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3 黃川容;北方日光溫室風(fēng)災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析及預(yù)警[D];南京信息工程大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：462752