一种日光温室通风口局部阻力系数测定装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于农业环境技术领域，具体涉及一种日光温室通风口局部阻力系数测定装置，其为：依据待测日光温室实际尺寸构建按比例缩小的温室模型，温室模型的通风口内外两侧设置压差传感器，温室模型的地面建造成多孔夹气层；多孔夹气层中空，四周密封，上层为均匀布置有若干出气孔的上层多孔板，下层为设有一个进气口的下层板；进气口通过管道依次串联有气体体积流量传感器和变频充气泵。本发明专利技术还提供使用所述日光温室通风口局部阻力系数测定装置的方法。本发明专利技术通过在缩小比例尺寸的温室模型中测试，结果更精确，还可验证一定通风口尺寸条件下风速对通风口局部阻力系数的影响，还可拟合通风口宽度与通风口局部阻力系数的关系。

A device for measuring local resistance coefficient of solar greenhouse vent and its usage

The invention belongs to the field of agricultural environmental technology, in particular to a device for measuring the local resistance coefficient of a solar greenhouse air vent, which is to construct a greenhouse model according to the actual size of the solar greenhouse, and the pressure difference sensors are set on both sides of the vents inside and outside the greenhouse model, and the ground of the greenhouse model is constructed into a porous clip. A porous layer is hollow and sealed around. The upper layer is evenly arranged in the upper layer of a porous plate with a number of vent holes. The lower layer is a lower layer with a air inlet, and the air inlet is sequentially connected with a gas volume flow sensor and a variable frequency inflatable pump through the pipe. The invention also provides a method for measuring the local resistance coefficient of the solar greenhouse vent. The result is more accurate by testing in a greenhouse model that reduces the size of the scale, and it can also verify the influence of wind speed on the local resistance coefficient of the air vent under a certain air vent size, and also fit the relationship between the width of the air vent and the local resistance coefficient of the vent.

【技术实现步骤摘要】
一种日光温室通风口局部阻力系数测定装置及其使用方法
本专利技术属于农业环境
，具体涉及一种日光温室通风口局部阻力系数测定装置及其使用方法。
技术介绍
日光温室有别于Venlo型温室和圆拱形温室，为中国北方所独有的一种温室形式，具有节能、高效、低成本等突出优点，最近20多年来在我国三北地区得到了快速发展，区域范围已扩展到北纬32-48°，栽培面积从1990年的0.3万公顷发展到2012年的88万公顷。日光温室结构是三面为实体围护结构，单面为透光覆盖材料，日光温室的覆盖物把温室内的空气和外界空气完全隔离开来，在实际生产中，二者通过通风口进行空气交换。通风作为温室重要的环境调节手段，不仅影响温室内热量平衡，而且也影响室内的空气成分，包括水蒸气含量、CO2浓度以及其它气体浓度等，通风能增加温室内外空气的混合，弥补因作物呼吸作用引起的室内CO2的不足，对温室内植物的正常生长具有重要的影响。温室通风量的设计主要依据排出室内多余热量、维持室内CO2浓度和排除湿气等三个方面的要求来确定。日光温室通风口一般在覆盖层上侧和下侧，通风口长度与温室长度一致，通风口宽度通过卷帘机构实现，根据室内外气候条件和作物需求来调节卷帘机上卷高度，达到适宜的室内作物生长环境。由于日光温室为中国所独有的一种温室结构，国际上针对日光温室通风换气理论分析的研究很少。国内外学者主要通过实验测试和模型模拟研究连栋温室和拱棚的通风，窗口模式包括单层窗上悬、单层窗中悬、双层窗上悬和双层窗上下悬、竖轴板式进风窗。因此，已有的通风窗口的局部阻力系数很难为日光温室通风量设计所用。
技术实现思路
针对现有通风窗口的局部阻力系数很难为日光温室通风量设计所用的现状，本专利技术提供一种日光温室通风口局部阻力系数测定装置及其使用方法。本专利技术提供一种日光温室通风口局部阻力系数测定装置，其为：依据待测日光温室实际尺寸构建按比例缩小的温室模型，温室模型的通风口内外两侧设置压差传感器，温室模型的地面建造成多孔夹气层；多孔夹气层中空，四周密封，上层为均匀布置有若干出气孔的上层多孔板，下层为设有一个进气口的下层板；进气口通过管道依次串联有气体体积流量传感器和变频充气泵。其中，所述按比例缩小，比例因子为α，待测日光温室长L，跨W，后墙高h，脊高H，后坡与水平面夹角为γ，通风口长度为L0，宽度为W0，按比例因子α缩小后的温室模型尺寸则为：长α×L，跨α×W，后墙高α×h，脊高α×H，后坡与水平面夹角为γ，通风口长度为α×L0，宽度为α×W0。其中，所述比例因子α优选为0.2。其中，所述进气口设于下层板的几何中心。其中，所述多孔夹气层的厚度为d，优选10cm，上层多孔板上的出气孔半径为r1，优选2mm，孔间距为D，优选10cm，下层板上的进气口半径为r2，优选10mm。所述日光温室通风口局部阻力系数测定装置还可包括用来控制其通风口宽度的卷帘机构。本专利技术所述日光温室通风口局部阻力系数测定装置的使用方法，其为：温室模型通风口长度为α×L0，将通风口宽度调节为α×W0，以变频充气泵通过进气口对温室模型内充气，待气流速度稳定后，以气体体积流量传感器测定进气口的体积流量Φv，以压差传感器测量通风口内外压差Δp，以公式(1)、(2)计算通风口的局部阻力系数：式中，u为通风口气流速度，L0和W0为待测温室通风口的长度和宽度，Eu为局部阻力系数，为空气平均密度。其中，所述将通风口宽度调节为α×W0，以卷帘机构调节。本专利技术还提供所述日光温室通风口局部阻力系数测定装置在温室建造和使用中的应用。本专利技术还提供所述日光温室通风口局部阻力系数测定装置的使用方法在温室建造和使用中的应用。本专利技术与现有技术相比，有益效果为：本专利技术提供的日光温室通风口局部阻力系数测定装置及其使用方法，通过在缩小比例尺寸的温室模型中测试，避免了在现场测试时室外环境条件的影响，可操作性强，测试结果更精确。本专利技术的变频充气泵可调节气体体积流量，通过改变气体体积流量可以验证在同一通风口尺寸条件下，风速对通风口局部阻力系数的影响。本专利技术的卷帘机构可调控通风口的大小，通过测试不同通风口开口宽度下的局部阻力系数，拟合通风口宽度与通风口局部阻力系数的关系。附图说明图1为本专利技术日光温室通风口局部阻力系数测定装置的立体结构示意图。图2为本专利技术日光温室通风口局部阻力系数测定装置使用时的气流走向示意图。其中，1为日光温室模型，2为多孔夹气层，21为出气孔，22为进气口，23为下层板，24为上层多孔板，3为变频充气泵，4为气体体积流量传感器，5为压差传感器，6为卷帘机构。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1按照图1中的日光温室通风口局部阻力系数测定装置的立体结构示意图制作该装置，其为：依据待测日光温室实际尺寸构建按比例缩小的温室模型1，温室模型1的通风口内外两侧设置压差传感器5，温室模型的地面建造成多孔夹气层2；多孔夹气层2中空，四周密封，上层为均匀布置有若干出气孔21的上层多孔板24，下层为设有一个进气口22的下层板23；进气口22通过管道依次串联有气体体积流量传感器4和变频充气泵3。温室模型1还设有来控制其通风口宽度的卷帘机构6。实际的待测日光温室长30m，跨10m，后墙高3m，脊高4.2m，后坡与水平面夹角为39°，通风口长度为30，宽度为0.5m。按比例因子α(本实施中取值0.2)缩小后的日光温室模型1尺寸则为：长6m，跨2m，后墙高0.6m，脊高0.84m，后坡与水平面夹角为39°，通风口长度为6m，宽度为0.1m。通风口的开口宽度通过卷帘机构6实现。多孔夹气层2上层均匀布置出气孔21，出气孔21半径为2mm，孔间距为10cm。进气孔22布置于多孔夹气层下层板23的几何中心，进气孔半径为10mm。进气口22、气体体积流量传感器4和变频充气泵3通过管件连接。压差传感器5布置于通风口内外两侧。温室模型1通风口长度为6m，通过将通风口宽度分别调节为7cm、5cm和3cm，以变频充气泵通过进气口对温室模型内充气，待气流速度稳定后，以气体体积流量传感器测定进气口的体积流量Φv，以压差传感器测量通风口内外压差Δp，以公式(1)、(2)计算通风口的局部阻力系数：通风口宽度为7cm，通气量为2.4m3/s时，得到Eu为0.44；通风口宽度为5cm，通气量为2.4m3/s时，得到Eu为0.6；通风口宽度为3cm，通气量为2.4m3/s时，得到Eu为0.78。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本专利技术作了详尽的描述，但在本专利技术基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本专利技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本专利技术要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种日光温室通风口局部阻力系数测定装置，其特征在于，其为：依据待测日光温室实际尺寸构建按比例缩小的温室模型，温室模型的通风口内外两侧设置压差传感器，温室模型的地面建造成多孔夹气层；多孔夹气层中空，四周密封，上层为均匀布置有若干出气孔的上层多孔板，下层为设有一个进气口的下层板；进气口通过管道依次串联有气体体积流量传感器和变频充气泵。

【技术特征摘要】
1.一种日光温室通风口局部阻力系数测定装置，其特征在于，其为：依据待测日光温室实际尺寸构建按比例缩小的温室模型，温室模型的通风口内外两侧设置压差传感器，温室模型的地面建造成多孔夹气层；多孔夹气层中空，四周密封，上层为均匀布置有若干出气孔的上层多孔板，下层为设有一个进气口的下层板；进气口通过管道依次串联有气体体积流量传感器和变频充气泵。2.权利要求1所述日光温室通风口局部阻力系数测定装置，其特征在于，所述按比例缩小，比例因子为α，待测日光温室长L，跨W，后墙高h，脊高H，后坡与水平面夹角为γ，通风口长度为L0，宽度为W0，按比例因子α缩小后的温室模型尺寸则为：长α×L，跨α×W，后墙高α×h，脊高α×H，后坡与水平面夹角为γ，通风口长度为α×L0，宽度为α×W0。3.权利要求2所述日光温室通风口局部阻力系数测定装置，其特征在于，所述比例因子α为0.2。4.权利要求1所述日光温室通风口局部阻力系数测定装置，其特征在于，所述进气口设于下层板的几何中心。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：方慧，杨其长，张义，程瑞锋，李涛，伍纲，仝宇欣，李琨，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11