日光温室不通风情况下的湿度动态模型,输入参数包括温室具体结构、植物蒸腾参数、位置、导热系数、湿度和气压、各种情况水蒸气含量、空气流动速度、降水量等参数,输出湿度随时间变化曲线。matlab能成功运行的代码案例
时间: 2023-12-10 12:03:02 浏览: 31
以下是一个使用Matlab编写的日光温室湿度动态模型的示例代码:
```matlab
% 日光温室湿度动态模型
% 输入参数
L = 20; % 温室长度
W = 10; % 温室宽度
H = 3; % 温室高度
T_air = 25; % 空气温度
T_surface = 30; % 温室表面温度
P = 100000; % 大气压力
RH = 0.8; % 相对湿度
V_wind = 0.5; % 风速
E_trans = 0.1; % 植物蒸腾速率
E_evap = 0.05; % 地面蒸发速率
E_infil = 0.01; % 温室内部渗透速率
E_prec = 0.02; % 降水速率
% 计算水蒸气分压
e_sat = 611 * exp((17.27 * T_air) / (T_air + 237.3));
e = RH * e_sat;
% 计算空气密度
rho_air = P / (287.05 * (T_air + 273.15));
% 计算空气比热容
cp_air = 1005 + 1.82 * (0.622 * e / P) * 1000;
% 计算温室内空气质量
V = L * W * H;
m_air = rho_air * V;
% 计算温室表面质量
m_surface = 2 * (L * W + W * H + H * L);
% 计算温室内部水蒸气质量
m_vapor = (0.622 * e / (P - e)) * m_air;
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的比热容
cp_mix = (cp_air * m_air + 1864 * m_vapor) / (m_air + m_vapor);
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的温度
T_mix = (cp_air * T_air * m_air + 2501 * m_vapor) / (cp_mix * (m_air + m_vapor));
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的湿度比
w = (0.622 * e) / (P - e);
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的比热传导系数
k_mix = (0.024 * w + 0.021) * cp_mix / 1000;
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的热传导系数
alpha_mix = k_mix / (rho_air * cp_mix);
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的热扩散系数
beta_mix = 1.93 * alpha_mix / rho_air;
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的动力粘度
nu_mix = 14.8e-6 * (T_mix / 273) ^ 0.68;
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的普朗特数
Pr_mix = cp_mix * nu_mix / k_mix;
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的雷诺数
Re_mix = rho_air * V_wind * L / nu_mix;
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的对流传热系数
if Re_mix < 2300
Nu_mix = 1.82 * (L / W) * (Re_mix * Pr_mix * W / L) ^ (1 / 3);
elseif Re_mix >= 2300 && Re_mix <= 1e5
Nu_mix = 0.037 * (Re_mix ^ 0.8 - 871) * Pr_mix ^ 0.4 * (W / L) ^ 0.1;
else
Nu_mix = 0.037 * Re_mix ^ 0.8 * Pr_mix ^ 0.4 * (W / L) ^ 0.1;
end
h_mix = Nu_mix * k_mix / W;
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的流动传热系数
Gr_mix = 9.81 * (1 / T_mix) * (T_surface - T_mix) * (H ^ 3) / (nu_mix ^ 2);
if Gr_mix < 1e8
Nu_mix = (0.6 + 0.387 * (Gr_mix ^ (1 / 6)) / ((1 + (0.559 / Pr_mix) ^ (9 / 16)) ^ (8 / 27))) ^ 2;
elseif Gr_mix >= 1e8 && Gr_mix <= 1e12
Nu_mix = (0.387 * (Gr_mix ^ (1 / 4)) / ((1 + (0.469 / Pr_mix) ^ (9 / 4)) ^ (4 / 9))) ^ 2;
else
Nu_mix = (0.027 * (Gr_mix ^ (1 / 3)) * Pr_mix ^ 0.43) ^ 2;
end
h_flow = Nu_mix * k_mix / H;
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的总传热系数
h_tot = 1 / (1 / h_mix + 1 / h_flow + 1 / alpha_mix);
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的室内相对湿度
e_mix = (P * w) / (0.622 + w);
RH_mix = e_mix / e_sat;
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的湿度比
w_mix = 0.622 * e_mix / (P - e_mix);
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的湿度变化率
d_w_mix = (E_trans - E_infil - E_evap - E_prec) / V;
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的温度变化率
d_T_mix = (h_tot * (T_surface - T_mix) - cp_mix * d_w_mix * (T_mix - T_air)) / (m_air + m_vapor);
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的湿度变化量
d_m_vapor = d_w_mix * m_air;
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的温度变化量
d_m_air = (h_tot * m_surface * (T_surface - T_mix) / (cp_air * T_mix * L * W)) - d_m_vapor;
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的时间变化量
dt = 1;
% 初始化温室内部水蒸气和空气混合后的湿度、温度、水蒸气质量和空气质量
W_mix = w_mix;
T_mix = T_mix;
M_vapor = m_vapor;
M_air = m_air;
% 计算温室内部水蒸气和空气混合后的湿度、温度、水蒸气质量和空气质量随时间变化的曲线
for t = 1:1000
W_mix(t + 1) = W_mix(t) + d_w_mix * dt;
T_mix(t + 1) = T_mix(t) + d_T_mix * dt;
M_vapor(t + 1) = M_vapor(t) + d_m_vapor * dt;
M_air(t + 1) = M_air(t) + d_m_air * dt;
end
% 绘制温室内部水蒸气和空气混合后的湿度、温度、水蒸气质量和空气质量随时间变化的曲线
figure;
subplot(2, 2, 1);
plot(W_mix);
title('湿度变化曲线');
xlabel('时间');
ylabel('湿度');
subplot(2, 2, 2);
plot(T_mix);
title('温度变化曲线');
xlabel('时间');
ylabel('温度');
subplot(2, 2, 3);
plot(M_vapor);
title('水蒸气质量变化曲线');
xlabel('时间');
ylabel('水蒸气质量');
subplot(2, 2, 4);
plot(M_air);
title('空气质量变化曲线');
xlabel('时间');
ylabel('空气质量');
```
该代码使用了一系列公式计算日光温室内部水蒸气和空气混合后的湿度、温度、水蒸气质量和空气质量随时间变化的曲线,并使用Matlab的绘图函数将结果可视化。需要注意的是,该代码仅是一个示例,实际应用中可能需要根据具体情况进行修改和优化。