日光温室墙体传热的一维差分模型与数值模拟

为了预测和评价日光温室墙体的热工性能,构建了日光温室墙体非稳态传热过程的一维差分模型。根据气象统计参数及其变化规律,确定了墙体表面太阳辐射热量的算法,以及傅立叶级数形式的室内和室外气温等边界条件,墙体表面接收的太阳辐射热量处理为边界节点的内热源。提出了以周期外界条件反复循环作用的“程序预演法”,解决了墙体传热模拟的初始条件问题。采用高效的追赶法求解差分方程组等方法,建立了完整的日光温室墙体传热的数值模拟方法,编制了计算机程序RGWSQCR,通过运行程序模拟日光温室墙体传热过程,可以获得墙内任意点和任意时刻的温度,以及热流量等数据信息,可为墙体热工性能综合分析提供充分的依据。     

遗传算法优化人工神经网络模型在日光温室湿度预报中的应用

提出一种基于遗传算法优化BP神经网络的方法预测日光温室湿度环境因子。实测日光温室内影响空气湿度的环境因子组成数据样本作为神经网络的输入,采用基于实数编码的遗传算法替代随机设定神经网络的初始权阈值,然后通过改进的BP算法在由遗传算法确定的搜索空间中对网络进行精确训练。模型预报值和实测值基于1：1线的决定系数R2和预测平均相对误差MSE分别为0.9857和3．1％。结果表明,遗传算法优化BP神经网络预报模型收敛速度快、预测精度高。可为日光温室的湿度环境调控制提供理论依据和决策支持。     

玻璃温室地源热泵供暖性能与碳排放分析

在北京地区一栋玻璃连栋温室(756 m2)中采用地下水式地源热泵(ground source heat pump,简称GSHP)技术进行了冬季供暖试验,并结合GSHP技术的供热特点构建了基于供热末端空气焓差法的供热量计算模型以及供热系统性能分析方法。根据供暖期北京地区能源价格水平,对比当前广泛使用的燃煤供暖系统和天然气供暖系统,系统地评价了GSHP技术的碳排放(温室气体排放水平)和供暖经济性。GSHP供暖成本低于同期燃气供暖,但高于燃煤供暖。同时,GSHPs的CO2气体排放量低于燃煤供暖,但高于燃气供暖。     

日光温室热环境模拟预测软件研究开发

运用工程热物理和温室环境工程等理论,构建了日光温室热环境的动态模型,并采用有限差分等数值算法,编制成日光温室热环境模拟预测的软件。结果表明:该软件可以对给定的地理位置、室外气象条件下,采用一定的建筑材料、建筑和构造方案的日光温室,模拟其室内热环境全天的变化情况,同时可对日光温室热环境性能进行预测和评价,比较和确定优化的设计方案。     

日光温室钢管屋架管网水循环集放热系统的性能分析与试验

为探讨日光温室蓄放热新途径,研究了钢管屋架管网水循环集放热系统,测试了该系统的集热与蓄放热状况。理论计算表明,在屋架间距为1 m,上、下弦杆件均为外径33.5 mm的圆管时,系统的太阳能截获率可达7%~8%。在室内地面面积为620 m2的日光温室中的冬季测试结果表明,容积为8.6 m3的蓄热水体白昼日平均蓄热温升4.7℃,平均蓄热量为149 MJ,蓄热流量为8 721 W;夜间水体日平均放热温降2.5℃,平均放热量为78.9 MJ,平均放热流量为5 974 W;与对照日光温室相比,平均提高夜间室内最低气温2.4℃。屋架集放热系统利用温室原有屋架作为集热与放热构件,不会妨碍室内的生产作业,同时成本低,运行管理简单,容易维护。     

农业设施中湿球温度的计算方法研究

湿球温度是农业设施中空气环境调控的重要参数。目前,多数测定空气状态的仪器均是直接测定干球温度、相对湿度,不直接测定湿球温度;但环境控制工程的设计、生产中的环境调控管理和一些问题分析时需要准确地计算湿球温度。因此,根据测定的干球温度与相对湿度计算湿球温度是一个需要解决的典型问题,过去的查表法以及一些经验算法存在不够方便或适应范围小、精度不高等问题。为此,基于工程热力学的理论中对于湿球温度的科学定义,构建了通过干球温度和相对湿度计算湿球温度的精确方法,并采用了确保收敛的改进迭代法求解,利用计算机进行简单编程计算可以精确得出湿球温度。该计算方法适应范围宽、精度高,可应用于农业设施空气环境调控中湿球温度的计算。     

温室跨度对日光温室光照环境的影响模拟研究

借助中国农业大学首次研发的日光温室光环境模拟预测软件,模拟研究了一定跨度(6m)和不同跨度(6、8、10m)下,指定时刻温室内各点的光照度分布,以及不同跨度、指定时间段,温室内各表面的累积光辐射能量的分布规律及温室的透光率。结果表明:随着温室跨度的增加,温室地面和墙面的累积光辐射能量是增加的,而两者的光照度却呈下降的趋势;考虑到温室内作物吸收能量的效率与种植规模的因素,温室跨度以8m为宜。温室的平均透光率在温室跨度为8m时达到最大值63.6%。这一结论,与日光温室实际建造的普遍做法相符。     

FlUENT在研究温室通风中的应用

国内外应用FLUENT研究温室通风的文献大多对其模拟结果进行重点讨论,而对应用过程及应用细节部分一般不做详述,所以很难从这些文献中总结FLUENT在温室通风研究中的应用经验.为此,在阅读大量国外及国内研究成果的基础上,并结合自己的实际模拟经验,对FLUENT在温室通风研究的过程及应用细节进行了全面详细的介绍.同时,具体讨论了用FLUENT对温室通风进行模拟涉及到的一系列问题.FLUENT作为模拟软件其应用是一个不断尝试的过程,丰富的模拟经验将提高模拟效率及模拟结果的准确性.     

猪舍夏季降温技术应用研究现状

叙述了国内外猪舍夏季降温技术研究与应用的现状及存在的问题，喷淋、湿垫—风机降温系统、细雾蒸发降温系统一般被应用于降低猪舍内的高温。对于夏季降温技术研究应继续完善已有的降温方法在猪舍的应用，同时要开展针对我国气候特点及猪舍建筑实际的夏季降温方式，特别是南方炎热地区开放型猪舍的降温技术措施的研究。     

斑潜蝇虫害叶片受害程度对其近红外反射光谱的影响

为探索实现作物虫害自动监测的方法，采用图像处理和光谱分析技术，测定了斑潜蝇虫害叶片的近红外反射光谱，计算了虫害叶片的破损率，对其破损率和干鲜比与近红外分光反射率的关系分别进行了回归分析。结果表明：在某些波段，叶片的破损率和干鲜比均与近红外分光反射率有较好的相关性。叶片的干鲜比与近红外分光反射率关系的决定系数：黄瓜为R²=0.79(在1452 nm)，番茄为R²=0.70(在1450 nm)。叶片的破损率与近红外分光反射率关系的决定系数，黄瓜为R²>0.81(在1436～1468 nm)，番茄为R²>0.69(在1436～1466 nm)。试验和分析结果证明斑潜蝇虫害叶片的虫害程度能很好地被近红外光谱信息反映。