基于能量平衡的连栋塑料温室通风模型研究.pdfVIP

现代农业科技~2oo8年第1期 园艺博览 基于能量平衡的连栋塑料温室通风模型研究 梁 浩 张衍林 雒华杰 岳胜兵 (华中农业大学工程技术学院，湖北武汉 430070) 摘要 介绍连栋温室在自然通风和机械通风状态下的通风率的计算方法；建立了通风过程中的能量平衡方程，研究了2种通风状态 下的质热交换过程，用外部气候条件(温湿度、光照、风速等)对连栋温室内部温度进行预测，并通过试验进行验证。结果表明：该模型能够 较准确地预测模拟 2种通风状态下温室内温度。 关键词 连栋温室；温室通风；温度预测；模型 中图分类号 $625．5 1 文献标识码 A 文章编号 1007～5739(2008)01—0005—02 在温室管理过程中，通风是一个重要的环节。在夏季， 但通风效果稳定．不易受到外界环境影响。 通风管理尤为重要，如果温室内通风不畅会对作物生产造 低压大流量轴流风机是我国主要采用的风机类型，通 成较大危害。传统的温室管理都是工作人员定时进入温室 风量的确定由叶轮直径、叶轮转速、风机个数，以及根据通 进行气候数据的采集分析，然后再采取对应的措施，这样既 风阻力确定温室通风量。通风率可通过下面公式进行计算： 费时又费力。为了提高工作效率和减轻工作强度，我们有必 G，-n A、／2AFI／Pa (2) 要通过模型预测方法了解温室内部的温度状况。即以室外 G 一机械通风率(rn3／s)；n-风机个数； 一进风口流量系 环境和温室结构参数为输入量，通过模型来预测温室内部 数，取0．65；p 一空气密度(kg／m3)；Ai一进风口面积(m2)；Ap一 夏季通风状态下的温度变化情况。 通风阻力(Pa)。 1 通风原理 2 能量平衡方程 温室通风根据动力的不同分为自然通风和机械通风。 机械通风和自然通风的气流流向和流量都有很大不 1．1 自然通风 同，目前国内外学者开始采用专业软件如CFD方法进行通 自然通风是通过热压和风压作用产生的空气流动作 风模拟研究，反应2种通风状态下温室内部空气不同流变 用。这种通风方式经济易行，但通风量的大小受温室位置、 特性，取得了一定成果。 方位、结构类型、地势以及外界气候条件等影响较大，从而 而根据质热平衡原理建立静态平衡方程，是通过外部 管理的难度较大。 气象环境对室内温度环境进行预测。把温室视为一个依靠 自然通风率是考察自然通风过程的主要参数，欧洲学 围护结构和覆盖材料形成的半封闭系统，收集太阳辐射，被 者根据当地气候特点对Venlo型和果树栽培温室通风环境 温室内空气、地面和作物层吸收，通过通风和覆盖层与外界 进行了研究工作。根据Bouland等的研究，当室外风速小于 进行传递能量。由于温室作物层几乎覆盖整个温室地面，从 2m／s时，热压和风压都是影响自然通风率的主导因素，从而 而可忽略地面传热和地面蒸发的热量；假设通风过程中温 得到通风率方程为： 室内空气充分混合，温度一致。从而得到简化模型方程如 『 上 ，1 下 ： G= !3g(T一T0)【＼n-- }(— T 273 15 h+cwu… 。) 一(c u )手JJ wu， J ．