鉴于此博客文章的标题,您可能希望它与全球变暖有关,我不会为此而怪您;温室效应在辩论气候变化时,已成为另一个流行的术语。但是,它的原始和字面意义是指截然不同的过程,尤其是在保留热量方面。在这里,我们将描述加热实际温室并提出优化其设计的步骤的效果。

温室效应如何工作

让我们假设您的邻居想种植一些植物,并邀请您建造一个温室,以防止冬季寒冷,但在夏天没有过热。在优化温室本身之前,我们显然需要了解温室效应的工作原理。

简而言之,温室通过太阳辐射保持热量通过保持温暖的空气封闭,但不要把它留下来。当阳光照在温室上时,热量以短波红外(IR)光的形式进入玻璃,然后加热地面。众所周知,温暖的空气升起,这就是当最接近地面的空气加热时发生的事情。接下来,凉爽的空气在地面上取代了温暖的空气,然后在连续的周期内也开始加热。这也称为对流

温室效应:温室的工作原理
a)玻璃反射长波长红外光。b)可见和短波长红外通过玻璃。c)短波红外光被吸收并重新喷射为长波长红外。d)可见光反映。e)反射的可见光通过玻璃。f)长波长红外光被玻璃反射,被困在温室内。

此外,温室中包含的所有植物都吸收了短波长红外光,并在此过程中变暖。发生这种情况时,它们开始散发长波长IR光,该光被玻璃吸收。然后,玻璃也会加热,并散发出长波长红外光。接下来发生什么?长波长的红外光不会从玻璃杯中逃脱,而是大部分闪耀回温室。

优化温室的性能

经营温室需要四个主要部分。这些包括一个框架,覆盖(例如玻璃),地板和通风。是的 - 通风。虽然温室的典型目标是保持植物温暖,但我们确实需要注意过热。通风孔通常在结构的顶部和底部添加。这使热空气可以退出顶部,而较冷的空气则可以进入靠近地面。对于覆盖物,我们不一定必须使用玻璃,但是这种材料使大约90%的太阳辐射 - 在这种情况下是理想的特征。

您是否知道可以使用comsol多物理学以及传热模块通过玻璃(以及其他具有除1以外的折射率以外的折射率)的辐射模拟辐射?该功能于去年发布了4.3版,我们在这里在这里写了有关它的文章。传热,占太阳的辐射“。如果我们要优化我们的温室,那么第一步将是模拟它,然后传热模块肯定会派上用场。凭借其太阳定位功能,我们可以在3D中定义所有接口(包括我们的温室等表面对地面辐射)的外部辐射源。这意味着我们可以根据温室在地球上的位置,日期和一天的时间来定义太阳辐射的强度和方向。

然后,我们的模拟会回答诸如“温室变得多么热?”之类的问题,“什么时间点最热?最酷吗?”,等等。这可能是一个有趣的项目,让您自己测试。(如果您是Comsol的新手,请查看我们的清单即将举行的免费研讨会开始使用我们的软件。)

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伊瓦尔·凯尔伯格(Ivar Kjelberg)
伊瓦尔·凯尔伯格(Ivar Kjelberg)
2013年5月9日

我知道,一些高级构建热控制软件具有2个波长,而5个comsol的伸展实际上是进一步的。
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