大棚温室热量计算
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计算大棚所需的传热量Q
条件:将大棚由15℃加热到20℃,加热时间为4小时,大棚外的温度为10℃。
1、计算大棚的体积V及加热大棚内空气所需的热量Q1
大棚的结构图如下
(图中单位为MM)
由数学知识计算大棚的圆弧半径R有如下关系
R2-(R-1.3)2=32 (1)
R=4.11
进而计算出圆弧的面积为2.14m2
V=30* (6*1.5+2.14)=334.2m3 (2)
又有Q1 =C M△T
式中 C为空气的定容比热容为0.717 kJ/(kg ℃)。
M=ρv=1.29*334.2=431.1kg (3)
T=(20-15)℃
所以Q1 =C M△T=0.717*5*431.19=1545.5 kJ (4)
2、计算大棚的散热量Q2
温室内的热量主要通过墙面、房顶等维护面散出室外,散出热量的多少可以用以下公式计算:
Q21=KST (t内-t外)Φ(1)
式中:K为物体的传热系数[W/(m2.K)],由热工知识知:薄膜的传热系数为12,由已知条件知t内-t外=10℃。
T为散热时间4小时。
S为薄膜的面积,由大棚的机构图我们计算出薄膜的面积S=155 m2。
Φ为室内外温差的修正系数,在普通温室计算中可以不考虑。
所以得出大棚薄膜的散热量为
Q21= KS(t内-t外)Φ=12*155*10*4=74.44 kJ
另外温室内地面也是维护面,因此,还应计算由地面所散失的热量,Q22= KS(t气-t地)T (2)
K为地面的传热系数,它因离墙的远近不同,距墙2米以内K为0.4,距2-4米K为0.2。
S为地面的面积。
T为散热时间4小时。
t气-t地
=20-15=5℃因此有
Q22= KS(t气-t地)=5*(04*2*30*2+0.1*2*30)*4=1.08 kJ
Q2= Q21+Q22=75.52 kJ (3)
3、计算大棚所需的传热量Q
由于冬天大棚几乎没有获得太阳的热辐射热量,因此我们忽略冬天大棚吸取太阳的热量,所以得大棚所需的传热量Q
Q= Q1+ Q2=1545.5+75.52=1621kJ
所需的效率为P=Q/T=1621/(4*3.6)=113W。