بررسی تاثیر ارتفاع گلخانه در ارزیابی عملکردی و بهینه ترین توزیع دمایی داخل گلخانه به کمک دینامیک سیالات محاسباتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سیستم های انرژی دانشگاه کاشان

2 استادیار پژوهشکده انرژی-آب و محیط زیست دانشگاه کاشان

چکیده

حفظ یکنواختی دما در محیط گلخانه‌ای به‌عنوان عامل کلیدی در رشد گیاهان و افزایش بهره‌وری تولید شناخته شده است. عدم یکنواختی دمایی می‌تواند منجر به ایجاد تنش حرارتی، کاهش کیفیت محصول و افزایش مصرف انرژی شود. در این مطالعه با بهره‌گیری از شبیه‌سازی عددی دینامیک سیالات محاسباتی، تأثیر پارامترهای مختلف اقلیمی و هندسی بر یکنواختی دما در گلخانه بررسی گردید. برای ایجاد مدل دقیق میکرواقلیم، فرآیندهایی نظیر جریان هوا، تابش خورشیدی، مدل تشعشعی، تعریق گیاه و ویژگی‌های محیط متخلخل در طراحی در نظر گرفته شدند. مدل پیشنهادی بر اساس داده‌های تجربی اعتبارسنجی شد و اختلاف میانگین نتایج عددی و آزمایشگاهی تنها ۸.۴٪ گزارش گردید که نشانگر قابلیت اعتماد بالای شبیه‌سازی است. در ادامه، تأثیر سه ارتفاع متفاوت ۲/۴، ۵/۶ و ۵/۸ متر مورد مطالعه قرار گرفته است. دمای میانگین در سه گلخانه به ترتیب ۶۰/۳۷ ، ۷۹/۳۸ و ۱۵/۳۹ درجه سانتیگراد خواهد بود. یکی از مهمترین شاخصها در این مورد شاخص ضریب تغییرات دمایی است که نتایج در گلخانه ۵/۶ متر نشان‌دهنده کمترین شاخص ضریب تغییرات دمایی بوده که مقدار آن ۹۶/۲ می باشد. این تغییر هندسی باعث بهبود محسوس در توزیع دمایی فضای داخلی، کاهش گرادیان دما در نواحی بحرانی و حفظ بهتر شرایط مطلوب برای رشد گیاهان شد. یافته‌ها حاکی از آن است که این راهکار ساده توانایی افزایش عملکرد گیاه تا ۳۰٪ و کاهش قابل‌توجه در مصرف انرژی را در پی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار