日光温室栽培基质有效导热系数预测模型

来源：农业工程学报杂志2021年第24期北京时间：

作者：朱建龙,张潇丹,颉建明,韩康宁,马宁,毛尔晔,李丽娟,

摘要：栽培基质为固流两相组成的多组分材料，其导热系数是日光温室热环境营造过程中重要的热参数之一，在温室地面热量的传输中起着重要的作用。为了预测日光温室生产中栽培基质的有效导热系数，以珍珠岩、蛭石、炉渣、河沙、椰糠、泥炭及腐熟牛粪与花生壳8种常用单一基质为研究对象，首先利用干燥与饱和状态下基质有效导热系数的测试结果，通过复合材料有效特性混合模型的反向计算，确定了8种单一基质的固相导热系数，得到珍珠岩、蛭石、炉渣、河沙、椰糠、泥炭及腐熟牛粪与花生壳的固相导热系数分别为0.058、0.139、0.252、0.817、0.148、0.518、0.262及0.066 W/(m·K)；其次，利用复配基质有效导热系数的实测结果，通过复合材料有效特性混合模型的正向与反向计算，明确了组成固相的各组分呈并联关系排列，并确定了复配基质中固相导热系数与基质各组分体积比例的关联；进一步将复配基质在不同饱和度下的有效导热系数实测值与基于6种复合材料导热系数模型理论计算值进行比较。结果表明：并联模型适用于复配基质有效导热系数的理论计算，构建了日光温室栽培基质有效导热系数的预测模型。采用实际生产中常用的4种育苗和栽培基质在不同饱和度下的有效导热系数对所建模型进行检验，结果显示并联模型平均绝对误差为0.026 2%～0.137 4%，均方根误差为0.008 6～0.031 5 W/(m·K)，模型决定系数R2为0.900 7～0.988 0，预测精度较高。基于并联模型构建的有效导热系数预测模型能够较为准确地计算日光温室栽培基质在不同饱和度下的有效导热系数。

关键词：温室, 基质, 导热系数, 饱和度, 预测模型