地埋管供热对蔬菜大棚土壤温湿度分布影响的模拟研究

摘要：

目前,热水循环地埋管道成为冬季温室大棚供热的主要途径之一,深入了解地埋管道周围热湿迁移对土壤温湿度分布的影响,有助于指导供热系统的运行调控、营造适于作物生长的环境条件.基于ANSYS Fluent软件搭建三维数值模型,设置土壤体积含水量为UDS,编入水分迁移控制方程,基于实际环境设置边界条件,模拟分析了供热系统启动后96h内地埋管周围土壤的温湿度分布变化情况,明确了热湿迁移对土壤温度及导热性能的影响,同时分析了管间距、底部保温层等对土壤温湿度分布的影响趋势.结果表明:供热期间,土壤中的水分扩散与热量传递是相互耦合的,土壤导热系数与含水量呈正相关,系统运行12h后,近管处土壤含水量与导热系数分别降低0.053m3·m-3和0.063W·m-1·K-1,土壤导热性能下降6.8％;地埋管埋设间距为0.2m时,各深度水平监测点的土壤温度差值在0.3℃以上;当管间距增大至0.3m时,各深度水平监测点的土壤温差最小,温度分布相对均匀;继续增大地埋管间距会使水平土壤层出现较大的温差.管道底部铺设保温材料可显著提高浅层土壤温度,传向深层土壤的热量损失明显减少,深度0.25m处土壤温度可达到27.1℃,此时需适当降低供水温度或减小循环流量,以避免植物遭受高温迫害.本研究结果对蔬菜大棚地埋管及保温层的敷设具有指导意义.

关键词：蔬菜大棚、地埋管道、数值模拟、热湿迁移、导热系数、保温层

所属期刊栏目：53

分类号：S625.5(设施园艺（保护地栽培）)

资助基金：天津市科技计划项目;天津市科技计划项目;河北省重点研发计划项目

在线出版日期：2022-04-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：73-82