日光温室夜间空气自然对流边界层的确定及量化分析

作者：张传坤; 魏珉^*; 徐平丽^*; 杨宁; 刘波; 王晓; 孔祥华

来源：山东农业科学, 2020, 52(05): 31-38.

DOI：10.14083/j.issn.1001-4942.2020.05.006

• 日光温室
• 塑料薄膜
• 自然对流
• 边界层
• 湍流边界层
• 层流底层

为研究塑料薄膜覆盖日光温室夜间的保温原理,运用自然对流边界层理论对日光温室夜间垂直方向上的温差分布进行研究。结果表明:①试验温室地面以上0. 10 m内、薄膜内侧0. 10 m内温差积分占垂直方向上总温差积分的比例分别为45. 55%、34. 54%;地面以上0. 10 m处与薄膜内侧0. 10 m处之间的距离为4. 98 m,其温差积分占总温差积分的比例为19. 91%。②试验温室地面和薄膜内侧存在速度边界层,夜间速度边界层瑞利数(Ra)为1. 66×1010～3. 50×1010,为湍流边界层。③日光温室除去受到覆盖物的保温因素外,内部空气自然对流也产生层流底层,增大了传热热阻,从而实现保温作用。④多膜覆盖、双层膜、内保温等栽培设施将空气分割成不同的空间,空气在不同的空间内分别进行自然对流,在增加的膜的两侧分别产生层流底层,保温效果优于单层膜保温效果,但保温效果的增幅随膜层数增加而降低。⑤试验期间温室地面、薄膜内侧湍流边界层厚度范围为0. 13～0. 14 m、层流底层厚度范围为5. 01×10-3～5. 90×10-3m,薄膜内侧层流底层对温室的保温作用为0. 70～1. 49℃。

• 单位
  山东省农业科学院; 山东农业大学