Modelado de flujo de aire y temperatura en un sistema de almacenamiento en frío sellado para el cultivo de plantas medicinales utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD)
Autores: Wangkahart, Sakkarin; Junsiri, Chaiyan; Srichat, Aphichat; Laloon, Kittipong; Hongtong, Kaweepong; Boupha, Phaiboon; Katekaew, Somporn; Poojeera, Sahassawas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Modelado de flujo de aire y temperatura en un sistema de almacenamiento en frío sellado para el cultivo de plantas medicinales utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD)
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Circulación de aire
Crecimiento de plantas
Dinámica de Fluidos Computacional
Patrones de flujo de aire
Ubicación de ventiladores
Distribución de temperatura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Una circulación de aire efectiva es crucial para el crecimiento de las plantas, requiriendo un flujo de aire adecuado y estabilidad ambiental. Este estudio utilizó Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para analizar los patrones de flujo de aire en una cámara de prueba controlada, centrándose en cómo la ubicación de un ventilador en miniatura afecta la dirección del flujo de aire y la distribución de la temperatura. Se realizaron diez estudios de caso, con el modelo CFD validado con datos experimentales recopilados de seis ubicaciones de monitoreo en la mesa de cultivo de plantas. La validación del modelo se realizó utilizando análisis estadísticos que incluyen el coeficiente de determinación (R), el error cuadrático medio (RMSE) y el error absoluto medio (MAE). Los resultados de la validación mostraron un fuerte acuerdo entre los datos simulados y experimentales, con valores de R de 0.92 para la temperatura y 0.89 para la velocidad del flujo de aire. El análisis estadístico mostró diferencias significativas en ambos modelos de flujo de aire y temperatura a un nivel del 0.05, con la validación del modelo CFD arrojando un RMSE de 2.02 y un error absoluto promedio de 1.17. Entre las configuraciones probadas, el caso M1 logró la mayor velocidad del aire (0.317 m/s) y la temperatura más baja (27.03 gradosC), en comparación con M2 (0.255 m/s, 27.17 gradosC) y M3 (0.164 m/s, 27.18 gradosC). Las variaciones de temperatura entre los casos impactaron significativamente la eficiencia del almacenamiento en frío, con la distribución de flujo de aire superior del caso M1 proporcionando un enfriamiento más uniforme. Estos hallazgos ofrecen pautas prácticas para optimizar el diseño del sistema de ventilación en instalaciones de cultivo de plantas medicinales, especialmente en el mantenimiento de condiciones ideales de almacenamiento a través de la ubicación estratégica de los ventiladores y la gestión del flujo de aire.
Descripción
Una circulación de aire efectiva es crucial para el crecimiento de las plantas, requiriendo un flujo de aire adecuado y estabilidad ambiental. Este estudio utilizó Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para analizar los patrones de flujo de aire en una cámara de prueba controlada, centrándose en cómo la ubicación de un ventilador en miniatura afecta la dirección del flujo de aire y la distribución de la temperatura. Se realizaron diez estudios de caso, con el modelo CFD validado con datos experimentales recopilados de seis ubicaciones de monitoreo en la mesa de cultivo de plantas. La validación del modelo se realizó utilizando análisis estadísticos que incluyen el coeficiente de determinación (R), el error cuadrático medio (RMSE) y el error absoluto medio (MAE). Los resultados de la validación mostraron un fuerte acuerdo entre los datos simulados y experimentales, con valores de R de 0.92 para la temperatura y 0.89 para la velocidad del flujo de aire. El análisis estadístico mostró diferencias significativas en ambos modelos de flujo de aire y temperatura a un nivel del 0.05, con la validación del modelo CFD arrojando un RMSE de 2.02 y un error absoluto promedio de 1.17. Entre las configuraciones probadas, el caso M1 logró la mayor velocidad del aire (0.317 m/s) y la temperatura más baja (27.03 gradosC), en comparación con M2 (0.255 m/s, 27.17 gradosC) y M3 (0.164 m/s, 27.18 gradosC). Las variaciones de temperatura entre los casos impactaron significativamente la eficiencia del almacenamiento en frío, con la distribución de flujo de aire superior del caso M1 proporcionando un enfriamiento más uniforme. Estos hallazgos ofrecen pautas prácticas para optimizar el diseño del sistema de ventilación en instalaciones de cultivo de plantas medicinales, especialmente en el mantenimiento de condiciones ideales de almacenamiento a través de la ubicación estratégica de los ventiladores y la gestión del flujo de aire.