基于CFD的正压温室通风管部件设计与环境分析

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wxj1208
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
相比于传统玻璃温室正压温室可以创造出更有利于作物生长的环境,近年来国内开始引进推广和重视正压温室研究应用。正压通风管部件是正压温室配套装备中的核心部件,开展基于CFD的正压温室通风管部件设计与温室环境分析,有重要的理论意义和实用价值。本文以正压温室的通风管部件为研究对象,分别完成了120m、60m两种长度规格的正压通风管部件的结构设计。对所设计的长120m规格正压通风管进行CFD分析与试验检验,以验证设计方案的准确性。将60m规格长度正压通风管部件应用于实际正压温室,并进行通风性能试验检测验证。进一步开展正压温室环境调控试验研究,通过研究正压温室进行外循环通风与内循环通风时温室内的环境变化,分析不同通风模式下通风管部件对温室内环境的影响。结合试验测量数据,对正压温室进行CFD建模并验证;根据CFD模型对正压温室环境调控进一步模拟分析,并提出优化策略。本文的主要研究内容为:1.开展正压通风管部件结构与通风性能试验研究。根据长度为120m与60m正压温室夏季降温所需通风量,分别设计相应正压通风管部件的结构参数,并通过CFD分析、试验研究其适用性。(1)针对120m长正压温室通风管部件的设计方案,选择合适的计算域并进行网格划分,建立120m长通风管CFD分析模型对其通风性能进行分析,以验证设计方案的准确性。CFD分析结果显示:沿通风管长度方向,空气流速逐渐降低;计算域内空气流速较均匀,处于0.35-0.5m/s之间;通风管上各处出风孔空气流速基本相同,说明各出风口流速均匀,设计的通风管符合预期要求。分析完成后,搭建120m长通风管试验场地,开展对所设计120m长通风管通风时管道中心以及出风孔风速测量试验,对120m长通风管的设计方案以及CFD模型进行检验。试验结果显示:各出风孔风速较为均匀,处于9.5-9.8m/s范围内,出风孔风速的标准差为0.107℃,符合设计要求。通风管中心风速的试验值与仿真值变化趋势一致,不同测点位置风速可以较好的模拟出来,所建立的120m长通风管CFD模型有效。(2)结合构建的正压温室CFD模型,对设计的60m长通风管部件进行仿真分析,结果显示:通风管前端与末端出风孔风速基本相同,说明通风管上各处出风孔空气流速均匀,符合长60米规格通风部件设计要求。对60m长通风管部件与正压温室进行了试验研究,分析60m长通风管部件通风性能以及正压温室进行外循环通风与内循环通风时温室内的环境变化规律。通风部件试验结果显示:通风管上各位置出风孔风速均匀,出风孔风速的标准差为0.082℃,符合设计要求。通风管中心风速的试验值与仿真值最大误差为0.9m/s,处于可接受范围内,证明了所建立的CFD模型有效,60m长通风部件方案达到设计目的,可进一步对新建正压温室进行环境分析。2.正压温室CFD建模与环境仿真分析研究。以60m长度规格正压通风管部件和正压温室为研究对象,针对温室内部结构特点,对温室内物理模型适当简化,选择合适的计算区域进行网格划分。根据通风时内部气流变化特点,确定了DO辐射模型、壁面函数法、k-ε湍流模型、多孔介质模型作为正压温室的数值模型以及模型所需要设置的边界条件,建立了包含通风部件的正压温室三维计算模型。使用正压温室CFD模型进行仿真分析,并通过试验数据对模拟结果进行验证,结果表明:外循环通风时,试验值与仿真值最大误差为1.8℃,最大相对误差为6.36%;内循环通风时,最大误差为0.6℃,最大相对误差为2.34%,两种工况下各测点温度变化曲线基本一致,表明所建立的正压温室CFD模型有效。3.完成正压温室环境因子分布试验分析。正压温室环境测量试验表明,正压温室进行外循环通风时,由于作物对气流的阻碍作用,1.5m高度区域温度相对较高,比2.5m与3.2m高度区域温度高出1-2℃。试验时室外温度为18-21℃,当关闭风机后,温室内温度快速升高,各高度区域温度均超过32℃,最高温度达到33.3℃。正压温室进行内循环通风前,温室内由于太阳的辐射作用,3.2m高度区域温度较高,比1.5m高度区域温度高出0.5-1℃。当温室内进行内循环通风时,温室内各区域温度更加接近,温度均匀性更高。4.利用正压温室CFD模型,进一步分析正压温室进行外循环通风与内循环通风工况下温室内气候环境的变化规律。仿真结果显示:正压温室进行外循环通风时,温室内前端与尾部易出现局部温度较高区域,尤其对于正压温室前端,温度分布不均匀,由于作物对气流有较大的阻碍作用,使得管道上方的作物区域温度也相对较高。正压温室进行内循环通风时,由于尾部空气流动性较差,易造成温室尾部温度相对较高。根据正压温室两种通风工况下存在的问题,对于正压温室的外循环通风与内循环通风,分别提出改变通风管入口风速与打开通风管尾部通风孔优化策略。分析结果表明:改进后正压温室进行外循环通风时,通风管入口风速为7m/s,可以获得较好的温度分布。对于正压温室内循环通风,打开通风管尾部通风孔后,温室尾部空气流动效果更好,温室内温度分布更加均匀。
其他文献
销售预算管理是企业所有生产和运营管理的起点,并且是一项财务计划。所有后续的经营费用必须根据销售预算制定,以确保公司最大程度的实现自己的目标预期利润。销售预算贯穿整个全面预算,既是起点,也是终点,同时又和市场紧密衔接,在整个预算管理环节中既基础,又分外的复杂和难以确定,如果销售预算制定的偏差过大,轻则企业运营受到影响,利润水平达不到预期,重则会导致企业破产。因此我们可以这么得出结论,最能代表企业预算
近年来,随着我国港口建设规模日益扩大,国际、国内港口间的竞争日益激烈,随之带来的港口产业的平均利润率逐年下滑。为了提高港口竞争力,港口资源整合的研究受到企业界的高度重视,但是目前研究方向上主要集中在企业外部资源整合上,对企业内部资源整合的研究相对较少,那么企业内部资源整合是否也如外部资源整合可以提升港口竞争力,整合过程中可以采取哪些有效措施成为本文研究的问题。本文以连云港港口股份公司东方港务分公司
义务教育的发展关乎国家的未来。在现代社会的发展语境下,义务教育的原则和目标是使每一名适龄儿童都能享有相对公平和有质量的教育。当前阶段,我国仍然面临提高义务教育发展质量,改善办学条件和保障适龄儿童入学的重要任务,尤其是贫困地区同时要打赢全面脱贫攻坚战,面临更多现实和政策方面的问题与挑战。如何认清和识别当前我国贫困县所在省区义务教育保障面临的困难与风险成为一个亟待研究的课题,本文将以此为入手点进行研究
改革开放以来,特别是2009年的新医改以来,政府在医疗领域投入了大量资源与政策,但“看病难”“看病贵”和医患矛盾加剧三大问题一直没有能得到有效解决。2020年,《中共中央国务院关于深化医疗保障制度改革的意见》发布,将之前一直被忽略的社会力量纳入进医疗保障制度之中。在以上两大背景下,本文旨在研究两大问题,一是基金会作为社会力量的一部分,在解决医药卫生体制问题中能够发挥什么作用;二是在当前,基金会面临
随着经济和工业的发展,化工厂扮演着越来越重要的作用,与之而来的是这些企业在生产过程中产生了大量的废渣废水等化工废弃物,这些化工废弃物的违法违规堆放对土壤和地下水造成了极其严重的污染,对环境造成巨大影响。本研究针对某化工企业堆埋在一村庄附近的化工杂填土,通过资料收集和大量的现场采样,对化工杂填土及其周围农田和地下水的八种重金属元素分布现状进行分析,并分别采用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法和潜在生
以往的人工喷药作业存在着诸多问题。使用植保无人机喷药效率高,人工成本时间成本较低,故成为将来农业生产的首选。本课题是为了实现植保无人机的自动作业,研究了植保无人机的航线规划算法以及植保无人机避障喷雾路径规划算法。主要的研究内容如下:(1)本文研究了植保无人机在田间进行植保作业时遇到的障碍物类型,分为静态障碍物和动态障碍物,本文探测的障碍物主要是田间静态的障碍物电线杆。将激光雷达Velodyne16
近年来,高校教职工中辅导员的队伍在不断的发展与壮大,其中处于育龄阶段的青年女性占较大比例,渐渐成为开展大学生思政教育的骨干力量。而在个人传统家庭角色与职业女性角色有所冲突的时代背景下,往往使女性承担的责任和压力更大,三孩政策的实施一定程度上会对高校女教职工产生影响。本文旨在分析三孩政策对高校女辅导员的影响,并在此基础上从政府、高校、家庭以及个人层面提出减轻三孩政策对其影响的新举措。
我国从计划经济体制下转轨到市场经济体制,建立了社会主义市场经济,政府在经济发展中仍然发挥着非常重要的作用。产业政策是政府影响和干预经济的重要手段,政府会将部分未来发展前景广阔、科技含量高的产业列为鼓励性产业,一些产能过剩或环境污染严重的产业列为限制性产业,通过一系列金融政策、土地政府、税收和财政补助等方式鼓励或限制其发展。政府制定的产业政策会通过资金成本、税收筹划等复杂的机制,对企业的投资行为决策
企业的最终目标是创造价值,投资决策作为企业最为关键的决策之一,决定着企业的战略重心和运营方向,和企业价值创造息息相关。其中,CEO作为企业事务的执行者,对于企业的投资决策有着重大的影响力,然而由于信息不对称和委托代理问题,CEO可能会产生偏离企业价值最大化的非效率投资行为。同时,随着社会的不断发展和人民意识的觉醒,国家与公众越来越重视企业在生产之外的社会贡献,企业的社会责任决策逐渐收到关注。企业不