不同材质传热风道性能及蓄热土壤温度场CFD模拟

• 作者: 张勇 张欣 曹凯 曹晏飞 杨俊伟 王昭 邹志荣 鲍恩财
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 土壤 流体力学 传热 传热风道 传热性能 蓄热范围 CFD
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 所属期刊栏目: 农业生物环境与能源工程
• 页码范围: 232-238
• 页数: 7页
• 分类号: S625.3
• 字数: 5415字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.04.028

摘要

风道在园艺设施中应用较为广泛,通常作为土壤及墙体热量传递的载体.该文搭建了风道传热试验台,以聚氯乙烯管道(polyvinyl chloride pipe,PVC)、镀锌铁皮管道(galvanized iron pipe,GI)及钢筋网外缠绕土工布管道(steel mesh skeleton-geotextile composite pipe,SFG)3种管材作为传热风道,以土壤为蓄热体进行试验,结合计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)对蓄热土壤温度场进行分析.结果表明,SFG的传热效果最好,测试期间的换热量达到299.44 kJ,约是GI的4倍、PVC的3倍;SFG进、出口上、下、左、右4个方向的有效蓄热范围均远大于240 mm, PVC与GI的有效蓄热范围相似;通过CFD所建立的3个传热风道计算模型的最大相对误差为4.4%,模拟发现蓄热土壤截面温度从进风口到出风口具有一定的"坡降".因此,SFG的传热效果明显优于PVC与GI,具有较高的应用潜力和一定的推广价值.