Etude réaliste du microclimat sous deux types de serres

Abstract

A study of airflow and temperature variation in two types of empty and implanted greenhouses was carried out. These two types are the tunnel greenhouse and the greenhouse with straight feet which are widely used in the Mediterranean region. For this purpose, we have studied numerically the natural convection and the convection coupled with the radiative heat transfer in the two greenhouses for two types of boundary conditions that express heat losses to the outside. In this study, we tried to see the effect of radiative heat transfer that is neglected in a large number of studies, the heating power and the type of heat losses to the outside on the greenhouse's internal climate. To carry out this study, the ANSYS software was used. The flow inside the greenhouse is turbulent and the turbulence has been modelled by using the k-£ model, this model has been completed by the law of wall y + in order to determine the different gradients in the areas near the walls. In this study, radiative heat transfer is introduced by using the discrete ordinate model (DO). The results obtained are analysed for two types of the boundary conditions which express heat losses to the outside. For the second type of boundary conditions (convection coupled with radiative heat transfer), the isothermal structure changes and significant temperature gradients appear. Une étude du mouvement d’air et de la variation de la température dans deux types de serres vides et avec plantes, a été réalisée. Ces deux types sont la serre tunnel et la serre à pieds droits qui sont largement utilisées dans la région de la méditerranée. Pour cela, on s’est intéressé à l’étude numérique de la convection naturelle et de la convection couplée au rayonnement pour deux types de conditions aux limites qui expriment les pertes thermiques vers l’extérieur. Dans cette étude, on a essayé de voir l’effet du rayonnement thermique qui est négligé dans un nombre important d’études, la puissance de chauffage et le type de pertes thermiques vers l’extérieur sur le climat interne de la serre. Pour réaliser cette étude, on a fait appel au logiciel ANSYS. L’écoulement à l’intérieur de la serre est turbulent et la turbulence a été modélisée en utilisant le modèle k-£, ce modèle a été complété par la loi de parois y+ afin d’arriver à déterminer les différents gradients dans les zones proches des parois. Dans cette étude, le transfert radiatif est introduit en utilisant le modèle des ordonnées discrètes (DO). Les résultats obtenus sont analysés pour deux conditions aux limites qui expriment les pertes thermiques vers l’extérieur. Pour le deuxième type de conditions aux limites (condition de flux mixte), la structure des isothermes change et des gradients significatifs de température apparaissent. اجريبت دراسة على حركة الهواء و تغير درجة الحرارة في نوعين من البيوت البلاستيكية الفارغة و التي بها نباتات. هذان النوعان هما البيوت البلاستيكية النفقية و ذات الاقدام المستقيمة التي تستخدم على نطاق واسع في منطقة البحر الابيض المتوسط. لهذا الغرض، قمنا بدراسة عددية للحمل الحراري و الحمل الحراري المقترن بالاشعاع لنوعين من الشروط الحدودية التي تعبر عن فقدان الحرارة من البيت البلاستيكي الى الخارج. في هذه الدراسة، حاولنا ان نرى تاثير عدة عوامل في المناخ الداخلي للبيت البلاستيكي و منها الاشعاع الحراري الذي يتم اهماله في عدد كبير من الدراسات، و قوة التدفئة و نوع الشروط الحدودية التي ترمز الى فقدان الحرارة الى الخارج. لتنفيذ هذه الدراسة، تم استخدام البرنامج انسيس. التدفق داخل البيت البلاستيكي مضطرب و تم تشكيل نموذج الاضطراب باستخدام نموذج ك-ابلسون. و قد اكتمل هذا النموذج باستعمال قانون الجدران من اجل تحديد التدرجات المختلفة في المناطق القريبة من الجدران. تم استعمال النقل الاشعاعي باستخدام نموذج الاحداثيات المنفصلة. بعد تحليل النتائج التي تم الحصول عليها لشرطين من الشروط الحدودية التي تعبر عن فقدان الحرارة الى الخارج و بالنسبة للنوع الثاني من الشروط الحدودية (حالة التدفق المختلط)، نلاحظ تغير سرعة الهواء و ظهور تدرجات لدرجة الحرارة.