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Optimización del diseño de un ventilador de enfriamiento por aspersión basado en simulación CFD y experimento de campo para cultivos hortícolas

Autores: Hu, Yongguang; Chen, Yongkang; Wei, Wuzhe; Hu, Zhiyuan; Li, Pingping

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Optimización del diseño de un ventilador de enfriamiento por aspersión basado en simulación CFD y experimento de campo para cultivos hortícolas


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales

Palabras clave

Plantas hortícolas
Sistema de enfriamiento por aspersión
Simulación de CFD
Ventilador de chorro
Descenso de temperatura
Parámetros de pulverización

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 46

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En los últimos años, las plantas hortícolas han sufrido con frecuencia daños significativos por calor debido a temperaturas excesivas. En este estudio, se diseñó un sistema de enfriamiento por aspersión hortícola, que consistía principalmente en un ventilador de chorro y un sistema de rociado. Se utilizó la tecnología de simulación CFD y la metodología de superficie de respuesta para optimizar el diseño del ventilador de chorro, lo que mejoró la potencia del ventilador. La longitud de la sección de entrada era de 300 mm, la longitud de la sección de salida era de 300 mm, la longitud de la sección cónica era de 450 mm y el diámetro de la salida era de 950 mm, donde la potencia del ventilador de chorro era de 225.06 N. Al establecer el modelo CFD de enfriamiento por aspersión en un campo de té y diseñar un experimento ortogonal, se estudió el efecto de los parámetros de rociado en la caída de temperatura máxima y la distancia efectiva de enfriamiento, seleccionando los mejores parámetros. Los resultados de la simulación muestran que los parámetros óptimos son una tasa de flujo de rociado de 4.5 kg/s, un diámetro de gota de 15-45 m, una temperatura de gota de 298.15 K y un diseño de boquilla de doble círculo. Basándose en los resultados de la simulación del ventilador de chorro optimizado y los parámetros de rociado seleccionados, se estableció un banco de pruebas de enfriamiento por aspersión. Los resultados de las pruebas de campo muestran que cuando la temperatura ambiente inicial estaba entre 310.05 K y 310.95 K, la caída de temperatura máxima del ventilador de enfriamiento por aspersión fue de 9.1 K y la distancia de enfriamiento fue de aproximadamente 36.0 m. La caída de temperatura disminuyó con la distancia creciente desde el ventilador. Este estudio es de gran significado para proteger las plantas hortícolas de temperaturas extremadamente altas.

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