半封閉式連棟溫室環(huán)境調(diào)控設(shè)計理論與應(yīng)用研究
近年來，半封閉式連棟溫室在我國廣泛應(yīng)用，經(jīng)“氣配方”組合后的混合氣體經(jīng)正壓送風(fēng)管道可均勻輸送到100m以外的種植區(qū)域，顯著提高了土地利用率。我院設(shè)施農(nóng)業(yè)研究所聚焦影響空氣流動特性的新型混流室構(gòu)建及結(jié)構(gòu)設(shè)計、穿孔管道關(guān)鍵參數(shù)方法確定及優(yōu)化開展研究，形成集成應(yīng)用策略并推廣應(yīng)用，提升了我國半封閉式連棟溫室建設(shè)水平。
1.新型進風(fēng)混流室構(gòu)建
創(chuàng)新了降溫減濕與送風(fēng)協(xié)同調(diào)控的進風(fēng)混流室結(jié)構(gòu)，新型混流室結(jié)構(gòu)可有效避免單模塊故障引起的種植區(qū)局部溫控失效。在單腔體的基礎(chǔ)上，設(shè)置1個起到緩沖調(diào)節(jié)作用的第二腔室，對各個加熱制冷模塊處理后的空氣進行混流，使送入種植區(qū)氣體的溫濕度具有一致性，不會因部分加熱制冷模塊發(fā)生故障導(dǎo)致溫室內(nèi)局部溫濕度異常。CO2直接輸入第二混流腔室，實現(xiàn)精準(zhǔn)供給。
2.半封閉溫室結(jié)構(gòu)精細(xì)化設(shè)計
聚焦半封閉式連棟溫室混流室結(jié)構(gòu)精細(xì)化設(shè)計，系統(tǒng)分析了混流式山墻立柱的荷載情況（風(fēng)、雪、覆蓋系統(tǒng)、作物、拉幕系統(tǒng)、降溫設(shè)備等），通過有限元分析對比發(fā)現(xiàn)：風(fēng)荷載為主要控制荷載；考慮混流室位置的各類荷載后，對山墻立柱的內(nèi)力及應(yīng)力比影響較大，應(yīng)力比顯著增大。
3.穿孔管道關(guān)鍵參數(shù)方法確定及優(yōu)化設(shè)計
創(chuàng)新提出基于響應(yīng)面模型與多目標(biāo)優(yōu)化的穿孔風(fēng)管參數(shù)協(xié)同設(shè)計方法，揭示穿孔風(fēng)管結(jié)構(gòu)參數(shù)對氣流特性的影響機制，構(gòu)建了孔徑、孔間距、入口風(fēng)速與風(fēng)速均勻性、壓降及溫度均勻性的預(yù)測模型。結(jié)果表明大孔徑顯著改善風(fēng)速均勻性，而增大孔間距會降低均勻性；壓力損失呈相反趨勢；溫度均勻性主要受入口風(fēng)速影響。敏感性分析揭示孔徑影響力最強，其次為孔間距和風(fēng)速，且孔徑與間距交互效應(yīng)顯著。結(jié)合熵權(quán)TOPSIS與NSGA-II優(yōu)化，確定了“大孔徑，寬間距”最優(yōu)參數(shù)組合（孔徑9.0mm、間距65mm、風(fēng)速7.0m/s），該方案使風(fēng)速變異系數(shù)（CV-v）降低58.8%、溫度均勻性系數(shù)（CV-t）提升5.2%，壓力損失（?P）減少10.8%，能耗降低17.4%。
半封閉溫室混流室
性能指標(biāo)的交互作用響應(yīng)面分析
多目標(biāo)優(yōu)化解集
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