基于CFD的不同环境温度下日光温室内部温度变化研究

发布时间：2021-12-19 04:42

　　日光温室需要适当进行通风除湿以维持室内适宜作物生长的环境。本研究在天津地区冬、春、夏3个季节不同环境温度条件下,对打开通风口时日光温室内部环境的温度进行CFD模拟研究。结果表明,冬季低温如-16.0℃情况下,通风除湿后温室内部温度快速下降,作物容易发生冻伤,建议少通风或不通风,或当气温上升至-9℃及以上且辐射良好的情况下进行通风除湿,且应注意通风时间;春季外界环境温度与温室内温度相差较小,通风除湿有利于作物生长,当温度较低如0.8℃且辐射良好的情况下,除通风口部位外,日光温室其他部位增温较快,而当温度较高如10.6℃但辐射较差的情况下,室内增温较慢;夏季高温和强辐射条件下,室内空气同时受通风口进入的热空气和温室顶部的辐射增温作用影响,温室内部温度上升较快,建议夏季不栽种作物或者种植耐热型作物。本研究结果为天津地区不同季节温室内环境优化调控提供参考。 

【文章来源】：天津农业科学. 2020,26(10)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图1 日光温室简化模型

试验3条件下通风除湿5 min后对室内温度的模拟结果如图3。由图3可知，由于模拟试验时室外天气晴朗，室外风速较小，辐射条件较好，太阳对温室顶部塑料薄膜和后坡加热效果较好，因此温室上部除通风口附近温度较低外，其余部位温度上升较快，整个温室内部温度自上而下递减，温室下部作物层温度在13℃以上，较利于作物生长发育。试验4由于气温（10.6℃）相对较高，温室打开通风口前，室内外温度相差不大，故打开通风口后，温度分布差异不大。但从升温速度分布图（图4）可以看出，室外空气由下通风口进入日光温室内部后，先向下向后墙方向流动，到达温室中部附近后移动速度减缓，另外在上通风口附近也有一个速度大值区。试验4外部天气条件为多云，辐射条件较试验3差，辐射增温相对缓慢。

试验5和试验6两种夏季温度条件下对室内温度的模拟结果如图5。试验5为夏季早晨，室内外温度相差不大，温度都在25℃以上，室外温度略高，试验6为夏季中午，室外温度很高，太阳辐射更为强烈。由图5可知，在室外高温和强辐射条件下，温室内部空气温度迅速上升，与冬、春季节相比，室内空气温度上升的来源不仅是由下通风口进入日光温室内部的热空气所致，温室顶部的辐射增温作用也非常明显。温室内部温度均呈现上高下低的分布特点，顶部靠近通风口处温度最高，底部靠近后墙区域温度最低。其中，试验5（图5-A）太阳辐射对通风口附近空气加热很快，由于热空气密度相对较小，温室上层的气温上升很快，温室后墙及附近温度相对较低，整体温度在27℃以上；在试验6中由于室外温度较高，通风口全天一直处于打开状态，由图5-B可知，温室顶层的塑料薄膜由于已经接受太阳辐射时间较长，所以本身温度很高，其自身的热量辐射加之透射的太阳能量辐射，二者总和反而高于直接辐射能量强度，故整个温室顶部对温室内空气都有较强的加热作用，室内温度整体在30℃以上。整体而言，夏季在外界环境温度较高的情况下，温室内部温度也较高，不利于室内作物的生长。

【参考文献】：
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本文编号：3543782