昔阳县无立柱土墙日光温室温度分布规律研究

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本文通过对昔阳县无立柱土墙日光温室的温度变化进行现场实测,对不同天气不同方向全天温度变化、极端天气极端温度不同高度沿跨度、长度变化规律进行分析,并对产生温度空间差异的原因解释说明。然后使用CFD软件对温室温度环境进行模拟运算,形成温度分布云图。为下一步温室环境精准调控,改善当地设施农业环境因子缺陷奠定基础,从而达到提高当地设施农业空间利用率、产出率、优果率目的,实现以科技带动农业发展,提高种植户经济效益,巩固脱贫攻坚成果。本文主要研究内容及结果如下:1、温室内光热环境优劣与外界天气密切相关,实验期内多云温室各方位温度低于西红柿最低室温占一天中的比例比别的天气要高。晴天空间温度分布比多云、阴天不均匀。多云和阴天虽然室内光热环境差,但室内温度差值小,均匀性好。温室内温度在南北东西和高度方向均有分层现象,近地面白天升温慢,夜间降温速率比非作物区慢;日间非作物区比作物区温度高,夜间非作物区比作物区温度低。2、沿跨度方向,无论何种天气距离后墙80cm处极端温度均较其他区域高,且升降温速率最大,热环境表现最好。距离南侧7m处由于日间被卷起的保温被横向贯穿影响光照,同时靠近通风口造成热量流失,距离南侧7m处较相邻区域温度略低。沿长度方向,晴天阴天升温速率与最高温度成反向。沿高度方向,最低温随高度上升而降低,距离地面0.7m处温度较相邻高度温度较低;而最高温则不出现在最高点棚膜处,而在距地面2.8m处。对不同方位最高温计算对比可得,无论何种方位不同天气间最高温度差均比最低温度差要大。3通过分析发现,该试验温室在多云天气下,沿跨度方向不适温度占一天中比例可达50%及以上,温室热环境太差,昔阳引用成功在山东寿光得到推广利用无立柱土墙温室,无法满足昔阳境内冬季气候差异很大,山东由于太行山阻挡寒流,冬季平均会低5—7℃,引进别处成功温室结构,无法适配当地气候因素,造成温室性能差,资源利用率低。4、不同天气情况下,室内温度与区域密闭性优劣密切相关,温室内部热表现越好,温度越高。上午7时除地面外其余高度均可以保持在恒定范围,幅度不超过1℃,但均不超过13℃。距离南侧0.7m处由于分别受温室未设置防寒沟造成与相邻区域相比温度较低的情况。5、不同天气情况下,7时室温不同高度沿跨度、长度向,温差大小关系没有明显的一致性。仅有不同高度沿跨度向温差大小关系均为中部>西侧>东侧。13时室温不同高度沿跨度向、长度向,温差大小关系具有一致性。6、利用CFD进行数值模拟,进行边界定温条件运算,温室空间分布遵循自北向南逐渐降低,自低向高逐渐降低的规律。多云前一天16时西、东侧云图地面与后墙温度较高,非作物区与棚膜处温度较低;中部截面较东西两侧,最高温度出现在地表,由于缺少山墙的影响,中部后墙散失热量较快。多云7时温度分布云图与前日16时不同,经过一夜的热量耗散,东西中靠近后墙处温度下降明显,最高温出现于地表,南北向温差不大,但仍然保持自南向北逐渐升温。晚上室内温度分布北高南低;自低向高逐渐降温过对同一区域两个时刻模拟数据分析,7时同一温度差以及截面温度范围均比16时低,经过夜间热量耗散,热量分布更加均匀,热环境也相应衰弱。
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