基于太阳光照强度的夏季玻璃温室温度建模

《基于太阳光照强度的夏季玻璃温室温度建模》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2015年9月农机化研究第9期基于太阳光照强度的夏季玻璃温室温度建模卢嫚，李彦斌(西安工程大学电子信息学院，西安710048)摘要:基于传热学、能量平衡以及质量平衡的温室理论模型，在分析太阳光照强度和太阳辐射强度关系的基础上，研究了夏季晴天玻璃温室封闭情况下太阳光照强度和温室温度关系;通过试验确定了温室自身降温的参数和太阳光照与温室温度变化率之间的参数，建立了温室室内温度和太阳光照以及温室室外温度之间的模型;通过晴天和多云天、雨天和阴天的试验验证发现:模型在这3种天气的均方根误差分别是0．5003、0．4747、0．6291℃，模型能精确地模拟晴天温室温度，对雨天和阴

2、天模拟效果也较好。这种建模方式在节约成本的同时也提出了另一种新思路，有一定的参考和推广价值。关键词:太阳光照强度;太阳辐射强度;温室温度+中图分类号:S625．52文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)09－0059－06DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.09.013高;虽然目前市场已有现成的太阳总辐射计，但是费0引言用远比光照强度计高出许多。因此，在上述理论依据［1］太阳辐射强度是温室热量的主要来源，直接影的指导下，研究太阳光照强度对温室温度的影响、建响温室温度的变化，传统的温室主要是基于室外气立两者之间的关系，具有非常重要

3、的意义和价值。通［10］温、土壤温度、天空辐射温度，太阳辐射强度，散射辐过姚万祥等人的研究可以看出:晴空指数和太阳高［2］射和相对湿度中的因素进行温度模型的建立。国度角是影响太阳辐射照度与太阳光照度之间关系的［3］外温室温度模型研究已经取得显著的成果，并建立主要因素。为此，本文拟选择夏季晴天这个特定条件［4］了成熟的温室模型:如荷兰的Venlo型温室系统模下太阳光照强度对温室温度的影响进行分析，并建立拟模型KASPＲO、比利时的半一维温室小气候模拟模相应的温室温度模型。型GDGCM、法国的Gary等建立的SIMULSEＲＲE，以及1传统模型分析简化美国的POLY－2模

4、型。同时，国内对温室温度的建［5］模，也取得了一定的进展，这些研究已经通过试验传统的温室温度动态模型是基于传热学、能量平［6］建立了玻璃温室的温度模型，为温室建造和温室环衡和质量平衡的理论建立起来的数学模型，通常是将境因子控制提供了理论基础和实际指导。温室内部的空气看成整体，假设空气均匀混合，分析太阳光照强度是指单位面积上所接受可见光的能太阳辐射强度、自然通风、强制通风、作物、温室内土量，同时也是影响园艺植物光合作用的重要自然生态层，以及覆盖材料、风机、侧窗、天窗和内外遮阳等因［7］因子。光通过影响光合作用、光形态建成和光周期素对温室温度的影响，最后建立温室内部空气的

5、能量［8］来调节植物的生长发育，而对光照强度的测量是植平衡模型方程，方程为物光合作用和生长研究的基础，因此光照响度通常在dTiVciρi=Φr+Φh+Φv+Φs+Φleaf－农业生产中是一个常见的测量因子。dt太阳辐射强度和太阳光照强度是不同的两个物理Φc－Φcool－Φtran(1)［9］3);量，但它们之间又存在一定的转换关系。通常情况式中V—温室内部容积(m3下，太阳光照度测试相对比较简单，测试设备普及率ρi—空气密度(kg/m);ci—空气比热容［J/(kg·℃)］;收稿日期:2014－09－04Ti—室内空气温度(℃);基金项目:陕西省教育厅自然科学专项(2

6、013JK0655);国家自然科学基金项目(21301134);西安工程大学大学生创新创业计划Φr—太阳辐射能量(W);项目(201303012)Φh—加热能量(W);作者简介:卢嫚(1988－)，女，陕西商洛人，助理工程师，(E－mail)lm1988－2006@163．com。Φv—与外界空气对流换热的能量(W);·59·2015年9月农机化研究第9期Φs—室内温度和土壤的热传导能量(W);2．1温室模型抽象Φleaf—室内空气与作物叶面对流换热的能量从式(2)、式(3)、式(4)式可知，温室内温度可表(W);述为Φc—内外空气通过玻璃进行的能量交换dTiAc=［

7、qin－hc(Ti－To)］(5)(W);dtVciρiΦcool—湿帘风机强制降温散射的能量(W);抽象上述等式可得到Φtran—作物蒸腾所需的能量(W)。dTi=h(qin)－g(Ti－To)(6)1．1模型的简化dt为了研究光照对温室温度的影响，试验于2013年其中，函数h与温室结构和空气物理特性相关，8月中下旬晴天进行。试验时，温室处于全封闭状态，函数g与温室结构和温室材料物理性质相关。对于温室中不种植植物，温室地面干燥，且温室封闭性能太阳总辐射，因为qD=qd+qf，同时qin=(qdτd+良好，结合实际情况，可以不考虑加热、强制降温、植q