Diseño de un sistema de ventilación forzada para un invernadero cenital usando CFD



Document title: Diseño de un sistema de ventilación forzada para un invernadero cenital usando CFD
Journal: Revista mexicana de ciencias agrícolas
Database: PERIÓDICA
System number: 000389181
ISSN: 2007-0934
Authors: 1
2
Institutions: 1Universidad Autónoma de Chihuahua, Facultad de Zootecnia y Ecología, Chihuahua. México
2Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, Coordinación de Riego y Drenaje, Jiutepec, Morelos. México
Year:
Season: Feb-Mar
Volumen: 6
Number: 2
Pages: 303-316
Country: México
Language: Español, inglés
Document type: Artículo
Approach: Analítico, prospectivo
Spanish abstract El crecimiento de los cultivos bajo invernadero en México, se ha visto frenado por factores relacionados con el control del clima. El clima producido dentro del invernadero es en gran medida una consecuencia de las condiciones ambientales del lugar donde se localiza el invernadero y del diseño del mismo; así como de la configuración y operación de los sistemas de control como el sistema de ventilación. El análisis del efecto del sistema de ventilación sobre el comportamiento del clima es fundamental para optimizar su manejo. La dinámica de fluidos computacional (CFD) es una técnica numérica que permite analizar el comportamiento del clima del invernadero bajo diferentes escenarios. Esta técnica fue utilizada para modelar el clima de un invernadero cenital de tres capillas. Cada capilla mide 7.5 m de ancho por 28 m de largo. El invernadero cuenta con un sistema de ventilación mecánico que consiste en una ventana frontal de entrada de aire y el ventilador (extractor) mecánico de aire en el lado opuesto. Se analizaron tres configuraciones para el sistema de ventilación, las cuales combinan la posición de las ventanas, la superficie de entrada de aire, y la altura de instalación de ambos, las ventanas y los extractores. Los resultados indican que la ventana de entrada de aire plana, produce una velocidad media del aire de 0.81±0.69 m s-1, temperatura media de 297.97±1.17 K, temperatura máxima de 303.62 K, un gradiente térmico de 8.67 K, y mostró limitantes en la renovación del aire principalmente en la parte inferior inmediata a la ventana de entrada
English abstract The growth of greenhouse crops in Mexico has been hampered by factors related to climate control. The climate produced in the greenhouse is largely a consequence of the environmental conditions where the greenhouse is located and the design thereof; as well as the configuration and operation of control systems like ventilation systems. The analysis of the effect of ventilation systems on the behavior of the climate is critical to optimize its management. The computational fluid dynamics (CFD) is a numerical technique that allows analyzing the behavior of greenhouse climate under different scenarios. This technique was used to model climate of a zenith greenhouse of three spans. Each span is 7.5 m wide by 28 m long. The greenhouse has a mechanical ventilation system consisting of a front window as air intake and an extractor fan on the opposite side. Three configurations were analyzed for the ventilation system, which combine the position of the windows, air intake surface, and the height of installation of both windows and extractor fan. The results indicate that the plane front window of air intake, produces an average air velocity of 0.81 ± 0.69 m s-1, average temperature of 297.97 ± 1.17 K, maximum temperature of 303.62 K, a thermal gradient of 8.67 K, and showed limiting the air renewal mainly in the lower part next to the entrance window
Disciplines: Agrociencias,
Ingeniería
Keyword: Fitotecnia,
Hortalizas,
Infraestructura agrícola,
Ingeniería de control,
Invernaderos,
Ventilación,
Temperatura
Keyword: Agricultural sciences,
Engineering,
Agricultural infrastructure,
Crop husbandry,
Vegetables,
Control engineering,
Greenhouses,
Ventilation,
Temperature
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