Skip to main content
SUPERVISOR
مرتضی صادقی (استاد مشاور) داود مومنی (استاد مشاور) علی اسحق بیگی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeide Hashemi
سعیده هاشمی شیخ ابادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Structure Design and Modeling Air Flow in Greenhouse for Two Climate Conditions of Isfahan
The purpose of building greenhouse is to provide ideal conditions for plant growth and environmental factors control in order to provide optimum conditions for the plants. In many regions of Iran the same structure model is used for greenhouse structures. However, the variation of climate and the type of cultivated plants, optimal greenhouse structure study of regions is necessary. It is obvious, the optimal structural influence on energy costs decrease heating and cooling energy. Regional climate and the type of crop are the most important factors influencing greenhouse structure and its performance characteristics. Due to the variety of climates in Isfahan region studies on issues related to greenhouse structures and structural modeling to comply with the conditions of climate were considered. After gathering weather data for the regions, greenhouse structure modeling was done to comply with climate conditions. Four common greenhouse structures by SAP2000 software were modeled and designed. Load including dead load, live load, snow load and wind load were forced for both climates and structural force analysis was performed. Optimal and consistecy for climate conditions of the structure, tunnel structure with vents wings of a dove and optimal structures with climatic conditions of Meimeh, the arched tunnel structure was selected. For numerical simulation of airflow and heat transfer (greenhouse natural ventilation), greenhouses to different configuration roof and side vents and perpendicular and parallel wind direction to the length of the greenhouse was considered. Turbulent flow of air inside the greenhouse in three dimensions, using FLUENT software k epsilon (k-?) model was simulated. The simulation was performed using FLUENT software to solve Navier-Stokes equations.The cucumber shrub were simulated using the porous medium approach.Contours of the air velocities, temperature distribution pattern and flow pattern inside the greenhouse on optimal structures were determined. According to the results of simulation for both types of greenhouses, in the case where only the roof vents is open, the temperature distribution pattern and contours of the air velocities respectively, almost 10 ?C temperature differences between the inside and outside of greenhouses and the lowest indoor air flow velocity is showing. In the case of where only side vents open, the temperature difference inside and outside the greenhouse and plant canopy was about 4 to 5 ?C and warm air 10 ?C higher than the external temperature in high and near roof vents has accumulated. While the side vents and the roof both were opened greenhouse inside and outside temperature difference was about 3? C. The results showed when only roof vents are open, the lowest ventilation and cooling is done by natural ventilation. Also, if the greenhouse side and roof vents are open air mixing and temperature distribution inside the greenhouse and plant canopy is more uniform. Keywords: Greenhouse, Structure, Ventilation, Simulation.
هدف از ساخت گلخانه ، فراهم آوردن شرایط اقلیمی مطلوب برای رشد گیاه و کنترل عوامل محیطی به منظور تامین شرایط بهینه مورد نظر گیاه است. در حال حاضر در بسیاری از مناطق ایران از الگویی یکسان برای سازه گلخانه استفاده می شود. این در حالی است که با توجه به تنوع اقلیمی و نیز نوع گیاهان کشت شده، بررسی سازه گلخانه مطلوب و مناسب منطقه ای ضروری است. بدیهی است که سازه بهینه، تاثیری مستقیم بر کاهش هزینه های انرژی نظیر سرمایش و گرمایش خواهد داشت. آب و هوای منطقه و نوع محصول، از عوامل مهم و تاثیرگذار بر ساختار سازه گلخانه و ویژگی های عملکردی آن است. با توجه به تنوع اقلیم آب و هوایی موجود در منطقه اصفهان و وفور کشت های گلخانه ای، انجام مطالعه های علمی در زمینه مسائل مربوط به سازه گلخانه و مدل سازی سازه منطبق با شرایط دو اقلیم نیمه گرم و نیمه خشک و نسبتا سرد بادخیز، یکی از اهداف پژوهش حاضر در نظر گرفته شد. پس از جمع آوری داده های هواشناسی در دو اقلیم مورد نظر، به منظور مدل سازی سازه گلخانه منطبق با شرایط اقلیمی، ابتدا طراحی چهار سازه گلخانه ای رایج در کشور به وسیله نرم افزار نقشه کشی سازه SAP2000 انجام شد. سپس بارگذاری انواع بار از جمله بار مرده، بار زنده، بار برف و بار باد برای هر دو اقلیم انجام شد و بر روی سازه ها تحلیل نیرویی انجام گرفت. سازه مناسب و منطبق با شرایط اقلیم اصفهان در تهویه طبیعی، سازه تونلی با پنجره های بال کبوتری و سازه مناسب و منطبق با شرایط اقلیم میمه، سازه تونلی کمانی تعیین شد. به منظور شبیه سازی عددی جریان هوا و انتقال حرارت (تهویه طبیعی گلخانه)، گلخانه های مورد نظر با حالت های مختلف باز بودن دریچه های جانبی و سقفی و جهت باد عمود و موازی با طول گلخانه در نظر گرفته شد. جریان مغشوش هوای داخل گلخانه در حالت سه بعدی، به کمک نرم افزار فلوئنت با مدل کی اپسیلون شبیه سازی شد. این شبیه سازی با حل عددی معادلات استوکس انجام شد. در شبیه سازی، بوته های خیار به صورت محیط متخلخل در نظر گرفته شد. الگوی تغییرات سرعت جریان هوا، الگوی تغییرات دما و الگوی جریان داخل گلخانه در سازه بهینه تعیین شد. با توجه به نتایج حاصل از شبیه سازی برای هر دو نوع گلخانه، در حالتی که فقط دریچه های سقفی باز بود، الگوی تغییرات دما و الگوی تغییرات سرعت جریان هوا به ترتیب، بیشترین اختلاف درجه حرارت در حدود 10 درجه سلسیوس بین داخل و خارج گلخانه و کمترین سرعت جریان هوای داخلی را نشان داد. در حالتی که فقط دریچه های جانبی باز بود، اختلاف درجه حرارت داخل و سطح پوشش گیاه و خارج گلخانه در حدود 4 تا 5 درجه سلسیوس بود و هوای گرم با اختلاف 10 درجه سلسیوس بالاتر از دمای خارجی در بالا و نزدیک دریچه های سقفی تجمع یافت. در حالتی که دریچه های جانبی و سقفی همزمان باز بود، اختلاف درجه حرارت داخل و خارج گلخانه در حدود 3 درجه سلسیوس بود. وقتی فقط دریچه های سقفی گلخانه باز است، کمترین میزان تهویه و خنک سازی به وسیله تهویه طبیعی انجام شد. همچنین چنانچه دریچه های جانبی و سقفی گلخانه همزمان باز باشد، مخلوط شدن هوا و توزیع دما در داخل گلخانه و سطح پوشش گیاه یکنواخت تر است. کلمات کلیدی: گلخانه، سازه، تهویه طبیعی، شبیه سازی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی