شبیهسازی جریان انرژی گلخانه نیمهدوطرفه شیشهای با ساختار ویژه با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیزاسیون کشاورزی، گروه مهندسی ماشینهای کشاورزی و مکانیزاسیون، دانشکده مهندسی زراعی و عمران روستایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران
2 گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران
3 گروه مهندسی ماشینهای کشاورزی و مکانیزاسیون، دانشکده مهندسی زراعی و عمران روستایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران
4 گروه مهندسی ماشینهای کشاورزی و مکانیزاسیون، دانشکده مهندسی زراعی و عمران روستایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران
doi
10.22067/jam.2021.70400.1038چکیده
این تحقیق، به شبیهسازی جریان انرژی یک گلخانه نیمهمدفون نیمهدوطرفه با استفاده از متغیرهای بیرونی و داخلی و حل عددی به روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) میپردازد. در این تحقیق، دادههای دما، رطوبت و تابش بهصورت لحظهای اندازهگیری شد و سپس از CFD جهت بررسی توزیع انرژی و تغییرات دما در دو ارتفاع 1 و 2 متری از سطح زمین استفاده گردید. گلخانه مورد بررسی، بهصورت یک گلخانه بسته در نظر گرفته شد و با توجه به روابط تجربی-ریاضی موجود در منابع، میزان دریافت، تلفات و خالص جذب شده انرژی در گلخانه محاسبه شد. نتایج این تحقیق نشان داد که روش CFD با 326030 المان چهار وجهی (tetrahedral) قادر است دمای هوای داخل گلخانه را با دقت مناسب در ارتفاع 1 متری (R2 = 0.987, MAPE = 2.17%) و 2 متری از کف (R2 = 0.987, MAPE = 2.28%) تخمین بزند. بررسی جریان انرژی نشان داد که این گلخانه، 6779.4 کیلوژول انرژی حرارتی انباشته ناشی از پرتوهای تابش را در مدت زمان آزمایش به زمین منتقل میکند و نسبت به سازههای روی سطح زمین، بهطور متوسط حدود 40% تابش کمتری دریافت میکند. نتایج کلی این تحقیق و بررسی روند تغییرات دما در کف و دیوارهها نشان داد که در مناطق گرم کشور، زمین بهعنوان منبع خوبی برای دریافت گرمای انباشته موجود در محیط گلخانه است و هرچه پوشش سطح داخلی گلخانه رسانایی گرمایی بیشتری داشته باشد، شار حرارتی به سمت عمق خاک بیشتر است.