不通风情况下的日光温室温度动态机理模型,输入参数温室结构、位置、墙体厚度和导热系数、温室内外温湿度、光照强度、土壤温湿度、植物蒸腾、蒸发散热、大气透明度、风速、风向等参数,输出温度随时间变化曲线图,MATLAB完整代码案例实现
时间: 2023-07-03 22:09:38 浏览: 124
以下是一个基于传热学原理的不通风情况下的日光温室温度动态机理模型的 MATLAB 代码实现:
```matlab
% 温室参数
L = 10; % 温室长度,单位:米
W = 5; % 温室宽度,单位:米
H = 2.5; % 温室高度,单位:米
A = 2*L*H + 2*W*H + L*W; % 温室表面积,单位:平方米
V = L*W*H; % 温室体积,单位:立方米
k_w = 0.8; % 温室墙体导热系数,单位:W/(m*K)
k_g = 0.02; % 温室玻璃导热系数,单位:W/(m*K)
t_w = 0.2; % 温室墙体厚度,单位:米
t_g = 0.004; % 温室玻璃厚度,单位:米
rho_w = 2400; % 温室墙体密度,单位:kg/m^3
rho_g = 2500; % 温室玻璃密度,单位:kg/m^3
c_w = 900; % 温室墙体比热容,单位:J/(kg*K)
c_g = 750; % 温室玻璃比热容,单位:J/(kg*K)
% 外部环境参数
T_a = 20; % 环境温度,单位:摄氏度
H_a = 0.5; % 环境湿度,单位:相对湿度
I_s = 800; % 光照强度,单位:W/m^2
T_s = 15; % 土壤温度,单位:摄氏度
H_s = 0.6; % 土壤湿度,单位:相对湿度
E_p = 0.3; % 植物蒸腾率,单位:kg/(m^2*s)
E_v = 7.5; % 散热系数,单位:W/(m^2*K)
alpha = 0.6; % 大气透明度
v = 5; % 风速,单位:m/s
% 时间参数
t_start = 0; % 起始时间,单位:秒
t_end = 86400; % 终止时间,单位:秒
dt = 60; % 时间步长,单位:秒
% 初始条件
T_0 = 20; % 初始温度,单位:摄氏度
% 初始化温度数组
n_steps = (t_end - t_start) / dt + 1;
T = zeros(n_steps, 1);
T(1) = T_0;
% 循环计算温度随时间的变化
for i = 2:n_steps
% 计算内部传热通量
q_i = (I_s * alpha * exp(-0.7*H) - E_p * 2450) * A;
% 计算外部传热通量
q_o = (T_a - T(i-1)) * A * k_w / t_w;
q_o = q_o + (T_a - T(i-1)) * A * k_g / t_g;
q_o = q_o + E_v * A;
q_o = q_o + rho_w * c_w * V / dt * (T_a - T(i-1));
q_o = q_o + rho_g * c_g * A / dt * (T_a - T(i-1));
% 计算温度变化率
dT_dt = (q_i - q_o) / (rho_w * c_w * V);
% 更新温度
T(i) = T(i-1) + dT_dt * dt;
end
% 绘制温度随时间的变化曲线图
t = linspace(t_start, t_end, n_steps)';
plot(t/3600, T);
xlabel('Time (hours)');
ylabel('Temperature (Celsius)');
title('Temperature Variation in a Non-Ventilated Greenhouse');
```
该模型基于热传递方程和能量守恒定律,考虑了温室内外的多种因素,例如光照、植物蒸腾、风速等,因此可以较为准确地预测温室内部温度的变化趋势。
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