五十六，塔　娜，馬文娟，陳　斌

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 機電工程學(xué)院，呼和浩特　010018)

?

多間日光溫室溫濕度環(huán)境模擬與分析

五十六，塔娜，馬文娟，陳斌

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 機電工程學(xué)院，呼和浩特010018)

摘要：為了觀察中國北方地區(qū)多間日光溫室每個屋子的溫濕度分布和夜間散熱過程,利用Penmane-Monteith法土壤水分蒸發(fā)理論和計算流體動力學(xué)(CFD)方法進行環(huán)境溫濕度模擬分析。試驗時，在溫室內(nèi)布置了溫濕度傳感器、熱通量傳感器和土壤溫度(水分)傳感器，并進行了多點測試。測試分析得出：多間日光溫室的室內(nèi)最高溫度為37℃,夜間溫度為5℃，凌晨最低溫度為2℃左右。利用Penmane-Monteith蒸發(fā)公式算出溫室土壤的蒸發(fā)速率得出白天和夜間的蒸發(fā)率分別為6.07×10-5kg/m2·s和2.28×10-6kg/m2·s。通過模擬發(fā)現(xiàn)：室外平均風(fēng)速0.5m/s時，室內(nèi)最大流速能達0.33m/s(出現(xiàn)在屋子Ⅱ)。最終研究得出：該類型溫室需要加強保溫措施才能滿足中國北方地區(qū)溫室生產(chǎn)要求。

關(guān)鍵詞：多間溫室；微氣流；溫濕度環(huán)境；蒸發(fā)速率；模擬

0引言

多間日光溫室的溫濕度分布和夜間散熱過程研究對溫室生產(chǎn)有重大意義。為了保證溫室的保溫性，中國北方地區(qū)的大部分菜農(nóng)用半拱形日光溫室，但這種溫室的植物成長層次不齊、土壤的隔離效果差，規(guī)模小且采光率低[1]。因此，一些菜農(nóng)開始把大型連棟溫室隔離若干屋子進行種植。計算流體動力學(xué)(CFD)方法是使用數(shù)值方法求解非線性流體的動量、質(zhì)量和能量計算解出流場內(nèi)部的動力學(xué)參數(shù)的變化[2]。Fluent軟件是CFD計算工具之一，其模塊化設(shè)置和微分算法對溫室氣體的流動狀態(tài)、傳質(zhì)、傳熱等的計算方面極為準(zhǔn)確，并可用于流場預(yù)測、可視化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面[3]。1989年，Okushima等初次采用計算流體動力學(xué)CFD技術(shù)對溫室內(nèi)氣流流動模式進行了預(yù)測[4]。此后，在歐洲各國和美國,借助該數(shù)值模擬技術(shù)對溫室內(nèi)微環(huán)境分布模式進行分析，當(dāng)時這些技術(shù)已成為溫室研究的熱點。2012年，Davide Piscia等人利用CFD方法計算水蒸氣夜間冷凝過程并擬合出了冷凝曲線方程，夜間水分的冷凝有利于水分回收利用也能有效地避免高含水率下的植物病變[5]。2012年，R.Nebbali等人對種植番茄的半管道溫室的輻射與對流環(huán)境的動態(tài)模擬與研究，提出植物的輻射、對流熱交換模型和自然通風(fēng)的邊界邊界條件及夜間溫室土壤與作物的熱輻射問題[6]。2013年，Limtrakarn等使用CFD方法模擬了種有植物的熱帶地區(qū)溫室內(nèi)的空氣流，并且依據(jù)模擬氣流狀態(tài)建立了一個新的溫室模型，通過測量和比較發(fā)現(xiàn)新模型溫室的空氣流量比舊溫室大約高了39%[7]。在幼苗期作物個子小，太陽大面積輻照地面可以忽略作物的消光和作物蒸騰的影響；但土壤水的大量蒸發(fā)會使室內(nèi)的水汽增多，中高濕很可能導(dǎo)致作物正常蒸騰，以及提高真菌病的發(fā)生率[8]。

在眾多研究中，國內(nèi)外研究學(xué)者對多間日光溫室的模擬研究較少，尤為內(nèi)蒙古寒冷干旱地區(qū)溫室生產(chǎn)中非常罕見。本文對寒冷干旱地區(qū)多間日光溫室進行MatLab面擬合法和計算流體動力學(xué)(CFD)方法分析溫濕度環(huán)境，并提供理論指導(dǎo)意見。

1材料與方法

1.1試驗溫室

試驗溫室選擇內(nèi)蒙古呼和浩特市多間日光溫室，該地區(qū)位于北緯41°、東經(jīng)111°，年日照時數(shù)長達2 863h[9]。溫室坐北朝南，后墻為磚墻，東西南墻有1.2m高的隔離墻，為塑料板圍成。試驗溫室的外形尺寸如圖1所示。溫室有3個隔離室，分別是屋子Ⅰ、屋子Ⅱ和屋子Ⅲ。室外3D 模型制定50m×32m×20m的長方體。

1.2溫濕度傳感器布置

溫濕度測試傳感器采用A2301溫濕度傳感器，溫度測量范圍為-40～80℃(測量精度±0.5℃)，相對濕度測量范圍為0～100%(測量精度±3%)，布置方式如圖2所示。土壤表面溫度和含水率測試傳感器采用1個MS10土壤水分(溫度)傳感器，并布置在屋子Ⅱ地面的正中間，溫度測量范圍為-40～80℃(測量精度±0.5℃)，土壤含水率測量范圍：0～53%(測量精度±3%)、53%～100%(測量精度±5%)。墻體和土壤一般白天吸熱夜間放熱，為了觀察圍護結(jié)構(gòu)的熱通量試驗選用PC-2R熱流檢測儀對溫室南面塑料板、后墻體、土壤表面進行熱流量測試。

圖1　試驗溫室結(jié)構(gòu)

圖2　溫濕度傳感器的布置

1.3試驗進展

試驗日期為2012年12月20-2013年2月20日，分析日期為2013年2月12日，天氣晴朗，夜間平均風(fēng)速為0.5m/s。光照的測試儀器為TES-1333R手持式光照強度測試儀，13:30時室外內(nèi)向太陽光照測試值為1 250W/m2和650W/m2，估算出溫室塑料板的透射率a=0.52。

2建立溫室數(shù)值模型

2.1網(wǎng)格劃分邊界條件

為了解多間溫室每個屋子內(nèi)的溫濕度分布和夜間散熱過程，在Gambit中進行網(wǎng)格劃分，再導(dǎo)入計算流體動力學(xué)軟件Fluent中進行計算溫室內(nèi)流場。Gambit中的網(wǎng)格劃分方法選擇了四面體非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，且兩個交接塑料壁面設(shè)置為熱耦合壁面。網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖1所示。

2.2邊界條件與初始條件

在模擬時把網(wǎng)格文件先導(dǎo)在Fluent中進行材料的定義和邊界條件的設(shè)置，材料的定義和邊界條件的設(shè)置如表1所示。2014年2月12號的天氣報告與模擬初始條件如表2所示。

2.3數(shù)值模型

數(shù)學(xué)模型主要由控制方程下的RNGk-ε湍流模型、DO輻射模型、土壤蒸發(fā)模型和水分輸運模型等組成，并調(diào)用了自帶的太陽計算器(呼和浩特：北緯41°，東經(jīng)111°，時間區(qū)域8)。本模擬利用Fluent軟件中直接調(diào)用模型計算[10]，該文不再強調(diào)。

2.4水分運輸模型

把溫室內(nèi)氣體視為水蒸汽和干空氣的混合。由于太陽光束在覆蓋層的入射角度不同反射率也不同，導(dǎo)致溫室氣體的不均勻加熱產(chǎn)生自然對流。在Fluent中打開水分輸運模型，組分材料定義為H2O和air；激活體積分?jǐn)?shù)Volumetic選項。迭代中按公式(1)空氣組分的守恒定律計算：溫室內(nèi)水組分質(zhì)量對時間的變化率等于對外的凈擴散量與通過蒸發(fā)蒸騰作用產(chǎn)生的氣態(tài)水分生產(chǎn)率之和，則組分i的質(zhì)量守恒方程表示為[11-12]

(1)

其中，ci為混合物中組分i的體積濃度；ρci為組分i的質(zhì)量濃度；Di為組分i的質(zhì)量擴散率；Si為離散相及用戶定義的廣義源項導(dǎo)致的額外產(chǎn)生速率。

表1　材料屬性

表2　2014年2月12氣象參數(shù)表

3測試結(jié)果與蒸發(fā)速率的計算

3.1溫室環(huán)境因子測試結(jié)果與討論

從圖2(a)測試數(shù)據(jù)看出：白天地面和1.2m高處的溫度差比較明顯，而夜間的溫度差較小；白天上層的溫度高于地面附近的溫度，夜間靠近地面的溫度大于1.2m高處的溫度。在圖2(b)中，由相對濕度1天內(nèi)的變化可以看出，靠近地面的相對濕度遠高于1.2m的相對濕度，尤其是夜間地面附近的相對濕度接近空氣飽和含水率。圖2(a)出現(xiàn)現(xiàn)象的原因在于：白天太陽輻射穿過PE薄膜是多次折射，因此進入溫室的擴散光彌漫薄膜附近使上層空氣首先升溫，再被土壤吸收；而夜間溫室最薄的壁面開始降溫，土壤開始散發(fā)熱量，所以土壤溫度高于1.2m高處的溫度。圖2(b)出現(xiàn)現(xiàn)象的原因在于：土壤是散發(fā)水汽的源項，是在太陽輻射溫度的驅(qū)動下把水分蒸入空氣中，所以相對濕度大于1.2m高處的相對濕度。土壤蒸發(fā)是一個耦合過程，其由溫度的驅(qū)動下蒸發(fā)水分也會降低周圍空氣的溫度，有時會影響土壤的升溫。太陽落山后地面上方空氣溫度開始降低，剛離開土壤表面的水汽受到冷空氣的影響，低溫空氣的水汽飽和壓差降低，相對濕度接近滿值或重新變成液態(tài)水。

由圖2(c)熱通量的測試可看出：白天采光面放熱通量能達到48W/m2，土壤的吸熱通量可達47W/m2；而夜間薄膜的吸熱通量為15W/m2時，土壤的放熱通量為14W/m2。這種溫室的采光性好，傳到溫室內(nèi)的熱量幾乎等于土壤接受的熱量；但夜間薄膜板傳出的熱量也幾乎等于土壤釋放的熱量，因此保溫性差。從試驗也能得出：土壤是溫室內(nèi)最好的蓄放熱體。

3.2土壤蒸發(fā)潛熱計算

在Fluent計算中，組分源項的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和組分產(chǎn)生速率是按實際情況定義的，質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般介入壁面邊界的水分含量。下面利用已測得的太陽輻射輻射、熱通量、濕度和溫度的數(shù)據(jù)估算土壤的蒸發(fā)潛熱及蒸發(fā)速率。本論文蒸發(fā)潛熱的計算選用了Penmane-Monteith公式[13-16]，計算裸土表面的熱交換過程，則有

(2)

其中，λ為水的蒸發(fā)潛熱(J/g)；E為蒸發(fā)速率(g/m2·s)；Δ為飽和水汽壓隨溫度變化曲線的斜率(kPa/℃)；Rn為透射到溫室土壤表面上的凈輻射[J/(m2·s)]；G為土壤熱通量(W/m2)；ρ為溫室氣體的密度(g/m3)；cp為空氣的定壓比熱(J/℃·m3)；es為空氣飽和水汽壓(kPa)；ea為空氣實際水汽壓, (kPa)；γ為干濕表常數(shù)(kPa/℃)；ra為空氣動力學(xué)阻抗(s/m)；rs為已干燥土壤土壤表面阻抗(s/m)。再根據(jù)Goudriaan公式有

(3)

ea=esRH

(4)

(5)

其中，Ta為空氣溫度(℃);RH為空氣相對濕度(%)。

通過測試分析發(fā)現(xiàn)：在13:30時的溫室內(nèi)溫度最高，土壤的蒸發(fā)速率也很高。而0:00時溫室散熱進入平穩(wěn)散熱過程。因此，選擇白天13:30和夜間0:00的土壤蒸發(fā)熱交換進行詳細分析。通過式(4)計算得出的飽和水汽壓隨溫度變化曲線的斜率如表3所示。

(a)　溫度的變化

(c)　熱通量的變化

Ta/℃RH/%es/kPaea/kPaΔs/kPa·℃-113:0025.6493.2881.6115.0000:007.597.81.0371.0140.532

根據(jù)Jensen( 1990),可得室內(nèi)的凈輻射量Rn為

(6)

其中,Rgs為溫室內(nèi)的太陽輻射(J/m2·s)(在13：30時的地面Rgs為223W/m2)；α是地表反照率(平均波長1.62μm，含水率為18%，太陽入射角度24.40°時土壤的反射率為17.63%)；Rgl為投射到溫室內(nèi)的凈長波輻射(J/m2·s)。再根據(jù)Weiss (1982)和Burman(1983)提出的Rgl的計算公式進行計算凈長波輻射量，有

(7)

其中,Rgso是晴天溫室內(nèi)太陽輻射量(W/m2)(在13：30時的地面Rgso為230W/m2)，εa是大氣放射率(白天：0.82；夜間：0.72)；εs是地表放射率(干土：0.9，濕土：0.95，本文取0.925)；σ是斯特藩-玻爾茲曼常數(shù)(5.67×10-8J/m2·s·K4)。計算結(jié)果如表4所示。最后代入Penmane-Monteith蒸散得

(8)

其中，λ為2 450J/g，ρcp為1 240。白天ra值為98s/m[17]，rs值為210s/m[18],G為47W/m2，γ為0.66(計算公式為0.645 5+0.000 64Ta[19])。λE為148.67J/m2·s，E為6.07×10-5kg/m2·s。夜間γ為0.65，λE為5.59 J/m2·s，E為2.28×10-6kg/m2·s。

表4　溫室內(nèi)凈輻射計算參數(shù)表

通過Penmane-Monteith蒸散公式計算的土壤水分蒸發(fā)所需的潛熱量發(fā)現(xiàn)，白天室內(nèi)凈輻射最高時水分蒸發(fā)所用潛熱量為148.67J/m2·s，而夜間凈輻射最低時的水分蒸發(fā)所用潛熱量為5.59J/m2·s。因此，白天水分蒸發(fā)所用熱量占溫室內(nèi)總凈輻射量的50%左右。

4模擬結(jié)果與討論

4.1MatLab仿真測試數(shù)據(jù)與討論

測試發(fā)現(xiàn)，白天屋子Ⅱ的溫度高于屋子Ⅰ和Ⅲ。為了觀察多間溫室的最高溫屋子的溫濕度分布，根據(jù)傳感器1、2、3、4、5、6、7、8、9的實測數(shù)據(jù)運用MatLab軟件擬合分析了白天屋子Ⅱ13:30時的溫濕度分布。MatLab溫濕度面擬合結(jié)果如圖3所示。

采訪是電視新聞記者的工作之一，通過合理使用采訪技巧，可以提高采訪效率，并減少采訪過程中存在的問題。因此，記者必須提高采訪技巧的使用水平，提高采訪質(zhì)量。

(a)　13:30時Matlab溫度擬合

(b)　13:30時Matlab相對濕度擬合

圖3為13:30時刻溫室屋子Ⅱ內(nèi)的1.2m高處溫濕度面擬合圖，面擬合度為97.3%。從圖3看出：多間日光溫室屋子Ⅱ的白天南面溫度最大，能達37℃。這是因為太陽光線穿過采光面塑料板的時部分變成反射光，部分變成透射光；冬天太陽離地面的高度較低，只有溫室南面采光壁面的光反射角最小，透射輻射最大；隨著溫度的升高，空氣飽和水汽壓變大，密度減小，相對濕度降低。測試發(fā)現(xiàn)屋子Ⅱ內(nèi)的1.2m高處最低相對濕度為18%。隨著太陽的偏西，溫室內(nèi)東墻附近的直射輻射增強，輻射溫度高于西墻。

4.2隔離溫室夜間溫濕度的分析與討論

下面分析0:00時刻溫室各屋子內(nèi)的1.2m高處溫濕度分布和中間跨度垂直面微氣流分布。模擬的初始條件由表2所示，考慮重力場、室外風(fēng)速為0.5m/s，模擬結(jié)果如圖4和圖5所示。模擬與實測值對比發(fā)現(xiàn)，最大絕對溫度差為0.7℃，最大相對濕度差為4.7%,模擬與實測的對比如表5和表6所示。

表5　模擬與實測溫度對比

表6　模擬與實測相對濕度對比

4.2.10:00時溫室橫截面溫濕度分布

從圖4看出：在夜間0:00時溫室各屋子溫度大大下降，濕度上升，每個屋子同一水平面的溫濕度差非常小。從圖4(a)看出，屋子Ⅱ的平均溫度最高，其次是屋子Ⅰ和屋子Ⅲ。從降溫趨勢來看，屋子Ⅲ的東南角的降溫最大，而其他屋子降溫較大位置在西南角。原因在于：這種溫室的兩側(cè)屋子的左右兩端直接與外面接觸，從東南角和西南角熱損失最多，尤其是屋子Ⅲ由于下午吸收的熱量低，夜間整體溫度低。屋子Ⅱ處于兩個屋子的中間熱損失最少，溫度也高。這說明溫室的隔離式生產(chǎn)中應(yīng)多加幾件中間屋子，并應(yīng)格外地保護兩側(cè)屋子。

(a)　夜間0：00 時1.2m水平面上的溫度分布

(b)　夜間0：00 時1.2m水平面上的相對濕度分布

夜間多間日光溫室受到室外低溫的影響溫度很快的流失。圖5描述Fluent軟件計算的室外風(fēng)速0.5m/s、塑料板熱流量為-15W/m2時的溫度流矢量和跡線圖。

在夜間，溫室圍護結(jié)構(gòu)冷卻速度的不一致導(dǎo)致溫濕度分布不均勻，借助熱浮力和高壓氣體運動室內(nèi)產(chǎn)生了自然對流。圖5為3個屋子Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的z為4.8、14.4、24m的垂直面上的氣流組織圖。從圖5看出：3個屋子的最低溫度都出現(xiàn)在塑料板附近，最高溫度出現(xiàn)在地面和后墻的交界處角處；3個屋子空氣運動都從后墻體和土壤交界處上升，在塑料板附近冷卻后向下運動，形成了有1個大渦心旋轉(zhuǎn)的對流氣流，氣流的最大速度為0.33m/s(出現(xiàn)在屋子Ⅱ)。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是：溫室內(nèi)的空氣在土壤和墻體交界處吸收足夠的熱量在熱浮力作用下上升，而塑料板附近的低溫高壓空氣向下運動形成對流，室內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的溫差越大產(chǎn)生的對流速度越大。從跡線圖看出：3個屋子里出現(xiàn)的氣流渦心的位置也有所不一，屋子Ⅱ的氣流渦心最靠中部，屋子Ⅲ為偏南部。原因是對流空氣組織的散熱速率和吸熱速率相等時渦心正處于中間位置，而吸熱速率大于散熱速率時對流渦心向散熱壁面移動。因此，在寒冷干旱地區(qū)的實際生產(chǎn)中應(yīng)在室內(nèi)安裝氣流擋板阻礙對流氣流，降低散熱速率。

(a)　屋子Ⅰ　　　　　　　　　　　　 (b)　屋子Ⅱ　　　　　　　　　　　　　　　(c)　屋子Ⅲ

5結(jié)論

1)對寒冷干旱地區(qū)多間日光溫室的測試分析發(fā)現(xiàn)：室內(nèi)最高溫度37℃,夜間溫度為5℃，凌晨最低溫度為2℃左右，因此該類型的溫室需要加強保溫措施才能滿足該地區(qū)的生產(chǎn)要求。

2)在1天內(nèi)靠近地面的濕度遠高于上層空氣的濕度，尤其是夜間地面附近和薄膜附近的相對濕度能達到空氣飽和含水率值。

3)利用Penmane-Monteith蒸散公式對溫室土壤水分某一時刻蒸發(fā)速率計算得出：白天13:00時的蒸發(fā)速率為6.07×10-5kg/m2·s，夜間的蒸發(fā)率為2.28×10-6kg/m2·s。

4)室外平均風(fēng)速0.5m/s時室內(nèi)最大流速能達0.33m/s(出現(xiàn)在屋子Ⅱ)。這說明了溫室夜間主要是室內(nèi)形成自然對流散熱，因此在實際生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)室內(nèi)安裝擋板阻礙對流氣流，降低散熱速率。

參考文獻：

[1]周長吉,程勤陽,周新群,等.荷蘭Venlo型溫室在北京地區(qū)的適應(yīng)性分析[J].北京地區(qū)溫室產(chǎn)業(yè)討會論文集，1999，12(1)：8-13.

[2]李永欣，李保明，李真.Venlo 型溫室夏季自然通風(fēng)降溫的CFD數(shù)值模擬[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報2004，9(6)：44-48.

[3]唐家鵬. Fluent超級學(xué)習(xí)手冊[K].北京：人民郵電出版社，2013.

[4]程秀花.溫室環(huán)境因子時空分布CFD模型構(gòu)建及預(yù)測分析研究[J].杭州：浙江大學(xué)，2011.

[5]Davide Piscia, Juan I Montero, Esteban Baeza, et al.A CFD greenhouse night-time condensation model[J].Biological Sciences, 2012(3): 141-154.

[6]R Nebbalia, J C Royb,*,T Boulardc.Dynamic simulation of the distributed radiative and convective climate within a cropped greenhouse [J].Renewable Energy，2012，43(1)：111-129.

[7]W Limtrakarn,1P Boonmongkol,1A Chompupoung, et al. Computational Fluid Dynamics Modeling to Improve NaturalFlow Rate and Sweet Pepper Productivity in Greenhouse[J].Hindawi Publishing CorporationAdvances in Mechanical Engineering, 2012(1):1-7.

[9]郝潤全，楊勇，何東升，等.呼和浩特市近 46 年日照時數(shù)變化特征及影響因素分析[J].內(nèi)蒙古氣象，2007(5)：3-5.

[10]蘇佳佳，塔娜.運用計算流體力學(xué)對溫室內(nèi)溫度場模擬分析[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，34(2)：124-128.

[11]KozueYuge, Keiki Shigematsu, Mitsumasa Anan, et al. Effect of crop root on soil water retentivity and movement[J].American Journal of Plant Sciences,2012,3(12):1782-1787.

[12]高紅貝，邵明安.溫度對土壤水分運動基本參數(shù)的影 響[J].水科學(xué)進展學(xué)報，2011，22(4)：484-495.

[13]孫亮，陳仲新.應(yīng)用Penman-Monteith公式和土壤濕度指數(shù)估算區(qū)域地表蒸散[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013，29(10)：101-109.

[14]戴劍鋒，金亮，羅衛(wèi)紅，等.長江中下游 Venlo 型溫室番茄蒸騰模擬研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2006，22(3)：99-104.

[15]宋孝玉，李亞娟，蔣俊，等.非飽和土壤水分運動參數(shù)空間變異性研究進展與展望[J].地球科學(xué)進展，2008，23(6)：613-618.

[16]岳艷霞，高志球，王琳琳，等.土壤水分垂直運動對那曲地區(qū)土壤熱狀況的影響[D].蘭州：蘭州大學(xué)，2006.

[17]蔡國慶.基于多孔介質(zhì)理論的土體多場耦合模型及其在非飽和土本構(gòu)建模中的應(yīng)用[D].北京：北京交通大學(xué)，2012.

[18]王柳.京郊日光溫室土壤環(huán)境特征與黃瓜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)相關(guān)性的研究[D].北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.

[19]余濼，高明，王子芳，等.土壤水分對烤煙生長、物質(zhì)分配和養(yǎng)分吸收的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2011，17(4)：989-995.

Temperature and Humidity Environment Simulation and Analysis in Multi Building Greenhouse

Wushiliu, Tana, Ma Wenjuan, Chen Bin

(College of Electromechanical Engineering, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China)

Abstract：In order to observe temperature and humidity distribution for each room of multi-room solar greenhouse in northern China and indoor cooling process in night, penmane-monteith method of soil moisture evaporation theory and computational fluid dynamics (CFD) method was used to analyze the temperature and humidity field. When the test we arranged the temperature and humidity sensors , heat flux sensors and soil temperature (moisture) sensor in the greenhouse conducted a multi-site testing.Test and analysis result shows，the multi-room solar greenhouse indoor maximum temperature is 37 ℃, the night temperature is 5 ℃, the early morning minimum temperature is about 2 ℃.The evaporation rate of top soil during the 13:30 and 0:00 is respectively 6.07×10-5kg/m2·s和2.28×10-6kg/m2·s. The simulation shows that the maximum velocity of indoor airflow reaches 0.33m / s(appears in the room Ⅱ) when the average speed of outdoor wind is 0.5m/s at night. Finally, it is concluded that thermal insulation should be enhanced in order to meet requirements of greenhouse production in northern China.

Key words：multi-room greenhouse; micro air flow; temperature and humidity; evaporation rate; simulation

文章編號：1003-188X(2016)05-0192-07

中圖分類號：S152.8；S625.5

文獻標(biāo)識碼：A

作者簡介：五十六(1990-),男(蒙古族)，呼和浩特人，碩士研究生, (E-mail)zhangxiangdong103@163.com。通訊作者：塔娜(1967-)，女(蒙古族)，呼和浩特人，教授，博士生導(dǎo)師，(E-mail)jdtana@163.com。

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目(61364021)

收稿日期：2015-04-23