Sera içi bitki topluluklarının mikroklimatolojik modelle ısı ve kütle transfer karakteristiklerinin saptanması
The Determination of the heat and mass transfer characteristics of the greenhouse crops by microclimatologic model
Yazar: MEHMET ALİ DAYIOĞLU
Danışman: PROF.DR. MUSTAFA ÖZCAN ÜLTANIR
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1997
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Isı geçişi = Heat transfer ; Kütle aktarımı = Mass transfer ; Mikroklima = Microclima ; Seralar = Greenhouses ; Tarım makineleri = Agricultural machinery

Özet:
ÖZET Doktora Tezi SERA İÇİ BİTKİ TOPLULUKLARININ MİKROKLİMATOLOJİK MODELLE ISI VE KÜTLE TRANSFER KARAKTERİSTİKLERİNİN SAPTANMASI Mehmet Ali DAYIO?LU Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarım Makinaları Anabilim Dalı Danışman : Prof.Dr. Mustafa Özcan ÜLTANIR 1997, Sayfa: 135 Jüri : Prof.Dr. Mustafa Özcan ÜLTANIR Prof.Dr. Ali BAŞÇETİNÇELİK Prof.Dr. Demir İNAN Bu çalışmada, sera bitki standında ısı ve kütle taşınım işlemlerinin tanımlanması için matematiksel bir model geliştirilmiştir. Bitki örtüsü, yaklaşık dikdörtgen kesit alanlı paralel diziler halinde ve değiştirilebilir bitki mimari parametrelerine göre modellenmiştir. Bitki örtüsü içindeki radyasyon transferi, kısa dalgalı ve uzun dalgalı radyasyon ile net radyasyon alt modelleri kullanılarak irdelenmiştir. Bitki örtüsü içindeki ısı transferinin araştırılmasında konveksiyonla ve buharlaşmayla olan ısı transferi alt modelleri, kütle transferinin araştırılmasında ise su buharı ve C02 taşınımı alt modelleri kullanılmıştır. Bireysel ait modellerin her biri hıyar bitki standi için düzenlenmiştir. Sera yapısı, bitki mimari parametreleri, bitki örtüsünün fiziksel ve fizyolojik özellikleri ile bitki üstü klimaya ilişkin değişkenler modelin simülasyonunda girdi olarak kullanılmıştır. Bitki yaprakları ve sera havasının diferansiyel tabakası için eşzamanlı enerji ve kütle dengesi uygulanmış; teorik yaklaşımlar zamanın fonksiyonu olarak değişen simülatörle birleştirilmiştir. Modelin simülasyonuyla elde olunan çıktılar, sera mikroklimasının birincil ve ikincil analiz sonuçları kapsamında kullanıma sunulmuştur. Model tanıtım disketi ekte verilmiştir. Model tahminleri ölçüm verileriyle karşılaştırılmış; modelin yeterli doğrulukla kullanılabildiği saptanmıştır. Örneğin, ölçülen ve hesaplanan hava sıcaklıklarına ilişkin veri kümesinin standart hatası 0.828 K, kare ortalama karekök hatası 0.851 K ve belirtme katsayısı ise 0.9865 olarak belirlenmiştir. Bitki standi içindeki ısı ve kütle konveksiyonu boyutsuz sayılar, radyasyon, aerodinamik ve stomatal dirençler ile film katsayıları kullanılarak irdelenmiştir. Bitkinin tepki mekanizması, mikroklimatolojik direnç yaklaşımına göre araştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Sera mikrokliması, mikroklimatolojik model, simülasyon, bitki mimari parametreleri, radyasyon, ısı ve kütle transferi, aerodinamik ve stomatal dirençler, mikroklimatolojik direnç.

Abstract:
ABSTRACT Ph. D. Thesis THE DETERMINATION OF THE HEAT AND MASS TRANSFER CHARACTERISTICS OF THE GREENHOUSE CROPS BY MICROCLIMATOLOGIC MODEL Mehmet Ali DAYIO?LU Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Agricultural Machinery Supervisor : Prof.Dr. Mustafa Özcan ÜLTANIR 1997, Page: 135 Jury Prof.Dr. Mustafa Özcan ÜLTANIR Prof.Dr. Ali BAŞÇETİNÇELİK Prof.Dr. Demir İNAN In this work, a mathematical model of greenhouse microclimate was developed for describing heat and mass transport processes in a greenhouse crop stand. The canopy was modelled as a series of parallel rows with pseudo-rectangular cross-sections and variable architectural parameters. The radiation transfer within canopy stand was analysed that being used sub-models of shortwave and longwave radiation and net radiation. The heat transfer within canopy stand was described using sub-models of the convection and latent heat, and that mass transfer also using sub-models of the water vapour and C02 transport. Each of the individual submodels was organised for cucumber row-crop. The greenhouse structure, plant architecture, physical and physiological specifications of the plant canopy and climatological variables of the bulk air above the canopies were used as input for simulation of the model. The energy and mass balance simultaneously over differential strata of plant leaves and greenhouse air were applied that the theoretical considerations were assembled into a transient simulator. The outputs obtained by simulating transient model were employed as the results of primary and secondary analysis of the greenhouse microclimate. The presentation floppy disk of the model was given in appendix. The model predictions were compared with measurement data, and that were determined to be used with an acceptable level of accuracy. For example, it was determined as 0.828 K, 0.8S1 K and 0.9865 of the standard error, root mean square error and determination coefficient for data group of air temperatures measured and predicted, respectively. The heat and mass convection within plant canopy stand were analysed being used dimensionless numbers, radiation, aerodynamic, stomatal resistances and film coefficients. The mechanism of plant response was investigated from approximation of the microclimatologic resistance. Key Words: Greenhouse microclimate, microclimatological model, simulation, plant architectural parameters, radiation, heat and mass transfer, aerodynamic and stomatal resistances, microclimatological resistance.