Modeling and analysis of heat transfer in a four-season greenhouse using ANSYS Fluent CFD software
Notice bibliographique
Résumé
In multiseason greenhouses, heating and cooling systems account for a significant part of the total operating cost. To make greenhouses more efficient it is important to reduce their reliance on external sources of energy as well as to minimize the energy wasted when it is most available. To do this a ground to air heat transfer (GAHT) system is used to store excess heat available during the daytime into the ground where it can be recovered during the night when the temperature in the greenhouse decreases to sub optimum levels. In this work, the mixture multiphase model in ANSYS Fluent was used to model and analyze the flow and energy exchange of dry and humid air through a simple GAHT system during daytime and nighttime conditions. The analysis of the dry air at initially 35 °C showed that approximately 70 kJ of heat stored in the air was able to be transferred to the cold soil initially at 15 °C and that increasing the flow of the air caused the exchange in heat to occur faster. The analysis of air initially at 35 °C with 80% relative humidity was able to transfer between 400 and 450 kJ of energy to the ground initially at 15 °C. This exchange of heat occurred predominantly due to thermal contact between the air and the soil/GAHT system and through the latent heat of condensation resulting in approximately a factor of 6 increase in energy exchange compared to dry air. In the last part of this work, we simulated nighttime conditions where colder air initially at 5 °C with 50% relative humidity was forced to circulate in the GAHT system with the ground initially at 15 °C. The results showed that the ground was able to successful transfer energy to the air warming the latter to 16 °C. In this case the exchange of thermal energy was significantly less with heat being transferred from the ground to the air, from the latent heat of condensation to the ground, and finally from the thermal energy of the air back to the ground. The results of this work demonstrated great potential for using ANSYS Fluent to further study the design characteristics of GAHT systems in the hopes of increasing their efficiency.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,005 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».