【摘要】：本文以6m肩高連棟玻璃溫室為研究對(duì)象,開(kāi)展在夏季不同通風(fēng)方式下室內(nèi)風(fēng)速和溫度分布的試驗(yàn)研究。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用CFD方法建立6m肩高溫室在自然通風(fēng)和濕簾風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)工況下的三維CFD數(shù)值模型,并將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。利用CFD模型進(jìn)一步探討溫室肩高、溫室面積和環(huán)流風(fēng)機(jī)安裝參數(shù)等因素變化對(duì)溫室氣流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的影響,為夏季溫室的生產(chǎn)調(diào)控和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論支持。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)開(kāi)展6m肩高溫室夏季不同通風(fēng)方式下降溫試驗(yàn)研究,分析了6m肩高試驗(yàn)溫室封閉狀態(tài)、開(kāi)啟頂窗+側(cè)窗、頂窗+側(cè)窗+內(nèi)外遮陽(yáng)網(wǎng)等通風(fēng)工況下室內(nèi)環(huán)境分布。試驗(yàn)結(jié)果表明:在室外溫度30℃時(shí),溫室封閉狀態(tài)下作物冠層溫度達(dá)到44℃,需立即通風(fēng)降溫。采用頂窗+側(cè)窗組合通風(fēng)后,冠層溫度下降10℃,但仍比室外高4℃,室內(nèi)作物層溫度始終最低,1~4m高度上溫差2℃。增加內(nèi)外遮陽(yáng)網(wǎng)后,室內(nèi)溫度可降至與室外相近,室內(nèi)高度方向上溫度差減小,約1.2℃。同時(shí)得出內(nèi)外遮陽(yáng)網(wǎng)的使用會(huì)阻礙了空氣流動(dòng),影響溫室內(nèi)外空氣的交換。(2)分析了6m肩高溫室在機(jī)械通風(fēng)工況下降溫效果,結(jié)果表明:開(kāi)啟濕簾風(fēng)機(jī)后降溫效果明顯,在室外36.6℃時(shí),室內(nèi)作物高度溫度可降低至30.8℃,比室外低5.8℃。在溫室高度方向上1~4m高度溫差可達(dá)5.2℃,溫室由北向南溫度逐漸上升,在距濕簾10~30m距離上溫差為1℃。同時(shí)得出使用濕簾風(fēng)機(jī)降溫后室內(nèi)濕度達(dá)到90%以上。故使用濕簾風(fēng)機(jī)一段時(shí)間后,需定期進(jìn)行除濕。(3)針對(duì)試驗(yàn)6m肩高連棟玻璃溫室,通過(guò)對(duì)溫室物理模型適當(dāng)簡(jiǎn)化,選擇合適的計(jì)算域、湍流模型、輻射模型、作物模型和溫室模型的邊界條件,建立了6m肩高溫室CFD模型。對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明:自然通風(fēng)時(shí)模擬值和試驗(yàn)值最大相對(duì)誤差為3.42%,平均相對(duì)誤差2.13%,濕簾風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)時(shí)最大相對(duì)誤差6.70%,平均相對(duì)誤差為2.87%,表明所建立的CFD模型有效。(4)利用CFD模型進(jìn)一步探索自然通風(fēng)工況下溫室肩高和面積變化對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響,結(jié)果表明:隨著肩高由3.8m增加到6m,室內(nèi)不同高度上溫度都得到降低。在室外溫度33℃時(shí),6m肩高溫室作物冠層溫度均值為37.2,℃,比3.8m肩高溫室低0.6℃。增大溫室面積后室內(nèi)風(fēng)速提高,在室外環(huán)境33℃時(shí),溫室2m高度東西溫度均值為37℃,比增大面積前降低0.4℃,同時(shí)在溫室東西方向上溫度分布更加均勻。分析還發(fā)現(xiàn)溫室側(cè)窗對(duì)溫室內(nèi)部溫度的影響空間大約為兩個(gè)屋面,隨著溫室面積的增大,側(cè)窗所起的作用越來(lái)越小,主要通過(guò)頂窗與外界進(jìn)行通風(fēng)換熱。(5)分析了環(huán)流風(fēng)機(jī)布置對(duì)濕簾風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)降溫效果的影響,研究結(jié)果表明:增加環(huán)流風(fēng)機(jī)可使?jié)窭淇諝庠趶臐窈熛蝻L(fēng)機(jī)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)“接力”,提高濕簾風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的降溫范圍。在室外溫度36.6℃時(shí),相比于僅開(kāi)啟濕簾風(fēng)機(jī),增加環(huán)流風(fēng)機(jī)后室內(nèi)作物冠層南北溫度差減小0.5℃,32℃以下區(qū)域增加了20%。同時(shí)得出不同橫向截面上環(huán)流風(fēng)機(jī)按相反方向布置時(shí)室內(nèi)冷熱空氣混合更好,溫度分布更加均勻。
【圖文】：

(a)溫室外部結(jié)構(gòu) (b)溫室內(nèi)部環(huán)境圖 2.1 試驗(yàn) 6m 肩高溫室結(jié)構(gòu)Fig2.1 The Structure of Experimental 6m Greenhouse連棟玻璃試驗(yàn)溫室肩高 6m，頂高 7m，，東西共三跨，跨度分別為 12m、

試驗(yàn)肩高溫室結(jié)構(gòu)示意圖
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S625.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2646550