基于粘合棚杆地膜的小拱棚铺膜机的设计与实验

旨在为小拱棚铺膜机的研发提供了一种新的研究方向与思路。设计时,使用一种带棚杆的复合地膜,即将棚杆按一定间隔事先粘接在地膜上,制作成一种特殊的地膜。这种地膜在铺膜机鸭嘴式拱形模具的压制下,将棚杆与地膜一起从鸭嘴式拱形模具中拉出并压入地膜两边开好的沟槽中,再经覆土、压实,完成小拱棚铺设工作。这种铺设方法的优点是铺设机械设备简单、价格低、铺设过程中棚杆的间距恒定、棚杆与地膜入土深度稳定、铺设过程能实现连续高效作业、铺设质量稳定,且操作简单、安全可靠;缺点是地膜与铺膜机必需是专用的、通用性差。

桁架拱塑料大棚骨架平面内竖向荷载受力性能试验

桁架拱塑料大棚在我国北方寒区广泛使用且数量庞大。由于我国北方寒区雪荷载大,而多数大棚骨架设计制造不合规,冬季常有暴雪导致的大棚坍塌事故发生。为研究桁架塑料大棚骨架在平面内竖向荷载的受力性能,以节点间距及桁架拱高度为影响因素,研制了4榀桁架拱塑料大棚骨架及试验装置。采用竖向加载的方法得到了桁架拱塑料大棚骨架竖向荷载作用下的试验现象、骨架极限荷载及位移等试验数据。通过极限荷载数据分析得到了影响桁架拱塑料大棚骨架承载力因素排列顺序为:矢高>上弦节点间距>桁架高度。通过分析骨架荷载-位移曲线得到了骨架弹性极限荷载及对应的弹性位移,并通过分析骨架变形形态得到了骨架进入平面外屈曲的位置和屈曲状态。采用ABAQUS建立了桁架拱塑料大棚骨架三维线性有限元模型,通过跨中及l/4跨处的荷载-位移曲线试验值与模拟值对比分析,验证了有限元模型的正确性。研究成果可为桁架拱塑料大棚使用阶段受力和后续非线性屈曲稳定有限元分析提供参考。

辽宁地区葡萄不下架防寒模式探讨

葡萄下架埋土防寒一直是北方葡萄防寒区产业发展的重要制约。文中论述了辽宁地区葡萄不下架越冬的几种栽培模式,包括日光薄膜温室、塑料大棚、连栋大棚栽培中葡萄不下架越冬方法,并对比分析了其优缺点,其中塑料大棚采用二道拱防寒越冬方法既节约了成本又能优产高产,且建造投入低,是一种较优的不下架越冬模式,在北方寒冷地区应用前景广阔,值得进一步研究、推广。

非加温型四连栋塑料温室内外温湿度关系研究

根据1999年12月～2002年8月典型天气(晴天、多云、阴天)下非加温型四连栋塑料温室中间1.5m高度气温、相对湿度的观测数据,应用逐步回归分析方法建立了冬季、春秋季、夏季典型天气下温室内日平均气温、日最高气温、日最低气温、日平均相对湿度与气象站气象要素间的关系式,为温室蔬菜品种筛选、蔬菜标准化栽培、无公害蔬菜生产和病虫害防治提供小气候方面的技术数据。

北京市日光温室与塑料大棚生产效益分析

2010年4～8月,共走访北京市13个郊区(县)63个乡(镇)124个村的804家从业者(791户农户和13家企业/合作社),调研2009～2010年日光温室与塑料大棚经济效益的整体情况和不同茬口模式下的效益状况。结果表明:日光温室种植食用菌、花卉与草莓的投入产出比高于种植蔬菜和西甜瓜,其中食用菌的年产效益最高,达35895.34元·(667m2)-1,蔬菜的最低,为8003.09元·(667m2)-1;同样种植蔬菜与西甜瓜,塑料大棚的平均效益远低于日光温室,其中蔬菜比日光温室低34.29%,西甜瓜低28.94%;日光温室获得高效益〔>2.00万元·(667m2)-1〕的可能性大于塑料大棚,其中日光温室种植蔬菜获得高效益的比例最低为7.14%,而塑料大棚仅为3.06%;日光温室和塑料大棚多茬种植的效益都明显高于一大茬种植。针对制约设施园艺经济效益提高的因素,提出了优化种植结构,合理安排茬口模式;加大生产技术培训力度,提高作物产量与品质;发挥合作社优势,拓宽销售渠道的建议。

拱形塑料大棚风致干扰效应及风压特性研究

群体布置的拱形塑料大棚(简称群棚)棚间存在风致干扰效应,为了探明群棚干扰效应并建立考虑干扰效应的风荷载体型系数,基于Reynolds时均N-S方程和Realizable k-ε湍流模型,采用经验证的数值风洞方法研究了拱形塑料大棚单棚及群棚模型在不同风向角、不同棚间距下的表面风压特性。结果表明:拱棚群体布置引发干扰效应并改变风压特性,该效应具体表现为放大效应(群棚外围区域)和遮挡效应(群棚中间区域);干扰效应受风向角及棚间距的影响较明显,整体随棚间距增大而减弱,并大致在10 m棚间距时趋于稳定。干扰效应整体削弱棚区风压通风能力,从利于风压通风角度提出了群棚园区规划布局建议,即棚身长轴方向宜与群棚所处地域夏季主导风向相垂直并适当增加棚间距。最后,以上述研究为基础,根据干扰效应分区域给出了群棚(矢跨比=3:8)便于设计使用的风荷载体型系数。处于群棚外围区域的拱棚,其风荷载体型系数具体为:当风向角为0时,风荷载体型系数在迎风面、中间棚顶、背风面、两侧山墙分别为+0.41、-0.78、-0.26、-0.48;当风向角为90°时,风荷载体型系数在迎风山墙、棚面分别为+0.36、-0.44。处于群棚中间区域的拱棚,其风荷载体型系数具体为:当风向角为0时,风荷载体型系数在迎风面、中间棚顶、背风面、两侧山墙分别为+0.30、-0.71、-0.26、-0.48;当风向角为90°时,风荷载体型系数在迎风山墙、棚面分别为+0.34、-0.35。研究结论:群体布置的拱形塑料大棚存在风致干扰效应,设计时宜考虑风致干扰效应引起的棚面风压变化。

塑料三连栋温室的温、湿度变化规律初探及相应调控措施

通过使用多点式温、湿度记录仪 ,结合温室设备的不同处理方式 ,对塑料三连栋温室温、湿度进行全年连续记录 ,初步摸索出塑料三连栋温室温、湿度的变化规律 ,并初步提出了温、湿度的调控措施。

江淮地区双层拱架塑料大棚通风效果CFD仿真与分析

近年来,双层拱架塑料大棚在江淮地区应运而生,但该类棚型未定,棚内生产小气候问题亟待进一步研究。介绍了双层拱架塑料大棚的应用和研究进展,使用AutoCAD和ProE建立了双层拱架的三维模型,再通过ANSYS ICEM CFD软件将三维模型简化为2-D模型并进行结构化网格划分。针对双层拱架塑料大棚的通风效果分别进行贯流式通风和单面通风的数值模拟分析,结果显示:贯流式通风时内棚和保温层温度分布均匀,并带走棚内热量,有利于双层棚的结构稳定性,能够保证明显的通风效果;单面通风时从内棚进口处开始向另一面,温度呈现阶梯递增形式,最高温度达329 K,最大温差达29 K,保温层温度较均匀、变化不大。因此,采用贯流式通风有利于双层棚的通风效果。仿真与分析结果为双层拱架塑料大棚的实际应用和研究提供理论参考。

大庆市拱形塑料大棚使用性能调查与分析

为研究北方寒区拱形塑料大棚的使用性能及使用现状,对黑龙江省大庆市拱形塑料大棚进行了充分的调查工作,将调查得到的资料进行了整理,得到了有代表性的大庆市拱形塑料大棚的材料及类型、跨度、拱高及骨架间距等基本数据。对大庆市拱形塑料大棚进行了经济性分析,分析了大庆市拱形塑料大棚广泛存在的问题,为北方寒区拱形塑料大棚的进一步分析提供了基础素材。

河南省钢骨架塑料大棚拱架结构标准化设计研究

为促进河南省塑料大棚的标准化发展,科学指导其设计和建造,以《温室结构荷载设计规范》中规定的河南省18个地区钢骨架塑料大棚为研究对象,利用Ansys Workbench软件分别建立了不同跨度下(8、10、12、14 m)7种常用拱架材料设计的塑料大棚模型,对比了河南省18地区不同跨度不同拱架材料塑料大棚在不同荷载组合下的节点最大应力,筛选出控制荷载和最不利荷载组合,然后利用最不利荷载组合下的承载能力极限状态验算了其安全性,给出了河南省塑料大棚拱架材料规格选型建议。结果表明:河南省18地区中,栾川、南阳、商丘和固始4地塑料大棚的控制荷载是雪荷载,最不利荷载组合为永久荷载+1.2×不均匀雪荷载,其他14地区塑料大棚的控制荷载为风荷载,最不利荷载组合为永久荷载+1.0×风荷载。在河南省18地区中,风荷载是塑料大棚的首要不利荷载,对塑料大棚的安全性影响最大,其次是雪荷载。在建立24个塑料大棚模型,模拟计算河南省18地区最不利荷载组合的节点最大应力,共432组安全性验算分析的基础上,提出了适用于河南省18地区不同跨度塑料大棚不同风荷载等级下的材料规格选择建议,具有广泛的适用性。

连栋拱形塑料大棚风效应与热湿性能演化

以2、3、4连栋拱棚为试验棚体,采用原位观测和CFD分析相结合的方法,研究了3种拱棚的抗风、通风及热湿性能,以期通过总结棚内微环境时空演化规律,为夏季避雨栽培连栋拱棚连栋数的合理选择提供参考依据。结果表明:随着连栋数增加中间各跨棚顶外围所受气流阻滞作用增强;棚内气流通道显著影响温湿度时空分布,连栋数增加出风口风速减小,棚内靠近出风口一侧的边跨的温度、相对湿度均增大,温度分布的不均匀性大于相对湿度,以紧邻出风口测点为例,2、3、4连栋拱棚的温度、相对湿度分别为30.44、31.07、31.82℃和60.99%、61.72%、62.59%;针对该研究种植番茄的连栋拱棚,完全开启侧向通风口可引导气流主要流经成熟期番茄的冠层高度,使得冠层处温度和相对湿度在竖直方向最低,利于夏季高温季节避雨栽培。对比3种连栋数的拱棚,从通风、降温除湿效果进行分析,建议夏季避雨栽培,连栋拱棚以2、3连栋为宜。