不同通风温度下储粮仓横向降温保水通风数值模拟研究（网络首发、推荐阅读）

为保证长期储藏的稻谷品质,对相同湿度不同通风温度条件下储粮横向降温保水通风模拟分析研究具有重要意义。基于吸湿性多孔介质的传热传质理论,结合应用已有的粮堆热湿传递的数学模型,并以数值模拟的方法分析相同湿度时不同进风温度对储粮仓温度与水分变化规律。结果表明：当粮堆初始温度为25 ℃、进风温度为17 ℃时,粮堆的降温速率最快,粮粒的吸湿与解吸湿过程也最先达到平衡,粮堆内部的保水效果最佳;其中距离进风口处0.4 m粮层与不同温度的进风空气进行热湿耦合传递时,粮层温度、水分下降趋势一致,该粮层进风温度越高,水分丢失现象越明显;进风温度越低,粮堆温度的下降幅度越大。随着与进风口距离的增加,粮层的降温效果变差,在通风温度为19 ℃时,距离风口处26.2 m粮层温度几乎保持粮仓初始温度不变,达不到降温效果。     

24米跨度高大平房仓横向保水降温通风模拟研究

横向通风作为高大平房仓一种新的通风方式,国内外对其保水降温效果研究较少。基于多孔介质流动和传热传质理论,采用数值模拟的方法,预测了不同大气温湿度条件下横向通风过程中粮堆内部温度变化和水分迁移规律。通过分析进风湿度和通风时间不同时粮堆内部的温度和水分分布,得到了横向保水降温通风的最佳通风条件,可为合理进行机械通风操作提供理论指导。     

房式仓粮堆温度和水分变化的模拟研究

基于计算流体动力学理论,对"F"型网络冷却通风时房式仓粮堆内部的温度和水分变化规律进行了三维数值模拟,通过分析得到了就仓通风时粮堆内部热量和水分迁移的基本规律,并与实验测试数据进行了比较。     

横向谷冷通风过程的数值模拟研究

基于局部热湿平衡原理和多孔介质传热传质理论,建立了储粮通风过程中粮堆内部流动及热湿耦合传递的数学模型。采用计算流体动力学的方法,对横向谷冷通风时粮堆空气内部流动、热量传递和水分迁移过程进行了数值分析。研究发现,横向通风约72 h,粮仓进风口冷空气平均温度为17.5℃、相对湿度为85%,仓内粮堆一次降温从32.2℃降低到23.6℃,降温幅度为8.6℃。水分从12.2%降到12.0%,降水幅度为0.2%。相对于地上笼垂直通风而言,横向通风时粮堆内部速度分布均匀、温度梯度较小,且具有降温速度快,冷却效率高的特点。     

基于数值预测的稻谷横向降温保水通风最佳湿度研究

本实验基于多孔介质热湿传递原理和粮粒吸湿/解吸湿理论,建立了通风过程中粮堆内部热湿耦合传递方程,采用数值预测的方法,研究了吨粮通风量不变、粮堆初始温度与通风空气温度差8℃情况下,粮堆初始平衡湿度与通风空气湿度差分别为-5%、0%和5%时,粮堆内部温度和水分随时间的变化规律。探究了通风湿度对稻谷横向保水降温通风过程中粮堆温度和水分的影响,分析了一定初始粮温和水分时通风空气温湿度对降温保水的效果,得到了稻谷横向降温保水通风的最佳湿度。研究结果可以丰富和完善横向降温保水通风工艺,同时也为横向降温保水通风的操作提供依据。     

轴流风机在高大平房仓保水通风降温中的应用探讨

利用冬季低温天气,开启小功率低风压的轴流风机对安全水分以下的小麦粮堆进行通风,降温效果明显且能耗较低,粮堆水分基本不变。     

基于Fortran程序对储粮通风温度水分和害虫演替的模拟研究

世界各国因储粮害虫对粮食造成的损失非常严重,为了降低粮食在储藏期间的损耗,所以研究储粮通风过程中害虫增长量的变化至为重要。文章基于多孔介质热湿耦合理论,建立了浅圆仓的粮堆内部热湿传递和流动的数学模型以及害虫和熏蒸经验模型,并基于Fortran语言编程,模拟分析了通风状态下粮堆温度、水分含量、储粮害虫增长量以及杀虫剂浓度衰减的变化。结果表明：通风对粮堆内部温度和水分以及害虫生长影响明显。粮堆的水分含量近似对称分布,而受太阳辐射的影响,粮仓不同方向壁面的温度分布并不对称。储粮害虫在粮仓内的数量分布与温度、水分等因素有关,在壁面附近害虫分布较多,且在筒仓中心区域出现分层现象。杀虫剂浓度衰减也受温度的影响,温度高会影响杀虫剂的降解,导致杀虫剂浓度较低     

储粮横向通风多尺度热湿耦合传递研究

温湿度是影响粮食安全储存的重要因素,为保证储粮安全,采用机械通风,使粮堆和粮粒的温度和水分含量可以得到有效控制。该文基于多孔介质的传热传质理论,建立了仓储稻谷通风过程中粮堆内部流动和热湿耦合传递的数学模型以及粮粒的热量传递和水分输运模型。采用计算流体力学的方法,从粮堆尺度和粮粒尺度,分析了机械通风过程中仓储粮堆和粮粒内部的温度、水分分布规律。研究发现,通风过程阶段,粮堆内部温度降温显著,粮堆整体平均水分呈降低趋势,且粮堆内部温湿度受外界环境温湿度的影响很大;研究还发现粮粒水分扩散速度远小于温度扩散速度。研究结果可以为储粮横向通风保水降温的工作以及粮堆局部霉变、发热和害虫的发育的预防提供参考。     

基于COMSOL的平房仓冷却通风过程中粮堆热湿耦合传递研究

粮仓冷却干燥通风是确保储粮安全的重要技术措施,在此过程中粮堆内部的热湿耦合迁移过程非常复杂。在COMSOL软件中,建立了冷却干燥通风过程中高大平房仓的三维物理模型,通过修改COMSOL内置材料方程、耦合渗流、能量守恒、动量守恒和水分迁移控制方程,以实测的送风空气温度和湿度为入口边界条件,数值模拟了湍流、湿空气传热、湿空气传质、多孔介质传热、多孔介质传质等多个物理场,并考虑了热湿耦合、温度耦合和流动耦合,对高大平房仓粮堆内冷却干燥通风过程中的热湿迁移规律进行了研究。基于实际高大平房仓的验证结果表明,通过修改COMSOL内置方程可以准确模拟预测冷却干燥通风过程中粮堆内热湿耦合传递过程,数值模拟结果可用于指导粮仓冷却干燥通风过程和粮仓通风系统优化。     

双扩散传热传质模型及在横向谷冷通风中应用

本文首先建立了单颗粒小麦内部水分迁移模型,基于有限元的方法数值模拟了颗粒内部水分变化规律,通过回归数值模拟数据,得到了颗粒平均水分模型和平均水分变化的干燥(或吸湿)速率模型。在此基础上推导出了谷物颗粒堆积床双扩散传热传质模型,并采用有限元的方法数值模拟分析了就仓横向(水平)谷冷通风时仓储粮堆内部热湿耦合传递规律。通过比较数值模拟和实验测定数据,验证了所建立的模型的合理性。分析了横向谷冷通风时粮粒温度和水分以及粮粒周围空气温度的变化规律,探讨了横向谷冷通风时粮堆内部降温效果。     

一种新型通风网络对房式仓通风效果影响的模拟研究

机械通风是维持房式仓内粮堆温度和水分在安全储藏范围内的重要手段,与储粮安全和仓储企业的效益息息相关。为了解决传统圭字型通风网络的进风空气在垂直方向上推进速度较慢的弊端,提出了一种圭字型加垂直立管的新型通风网络,以缩短空气或熏蒸气体在粮堆内的行进路径和时间,并通过数值模拟方法对其通风效果进行模拟预测,验证其可行性。结果表明,此种通风网络的降温速率和均匀性均较好,明显减小了进风空气在垂直方向上的流动阻力,立管位置处的冷锋面在通风第二天就可穿过5.5 m高的粮面,且与相同条件下的传统圭字型通风网络相比,通风能耗降低16%左右,此结果为房式仓储粮最优通风网络的选择提供理论依据。     

北京地区初春季节接卸成品粮结露的分析和处理

温差和露点是储粮结露的两个重要因素,根据成品粮大米接卸期间的大气温湿度、仓内温湿度、粮食温度条件以及大米的水分等情况,梳理成品粮大米结露的原因,利用粮堆露点近似值检查表、粮食绝对湿度曲线图和大气绝对湿度曲线图等相关图表,总结出预测粮堆结露的主要方法,并提供可行有效的处理措施,对安全储存成品粮具有积极意义。     

基于温湿度场云图的稻谷粮堆状态和结露风险分析

以稻谷为研究对象,利用温湿度一体传感器,模拟实际粮仓中容易发生结露区域以开展不同位点的监测,测得从冬季到夏季粮堆不同位点的温度和相对湿度;运用矩阵实验模拟软件（MATLAB）绘制粮堆温度场、湿度场云图,追溯分析了稻谷温湿度场分布及时空变化;基于粮食平衡绝对湿度与露点温度等模型（CAE模型）推算了稻谷粮堆危险点所处的不同状态（平衡态、饱和态、吸附态或解吸态）和探究其变化规律,为减小储粮损耗和实现储粮安全提供理论依据。     

密闭圆筒仓内储粮自然对流及热湿耦合传递的研究

粮食作为吸湿性多孔介质,具有吸湿和解吸湿特性。一般粮食收获后,大部分时间在密闭非通风状态下自然存储。鉴于粮仓外气候条件的季节和昼夜变化,会使粮堆的温湿度发生周期变化,导致超出存储安全指数。该文将以仓储粮堆内局部热湿耦合传递过程作为研究对象,借助多物理场数值模拟软件(COMSOL)进行数值模拟,研究近似冬夏季工况下粮堆内温湿度的动态变化规律,充分考虑了仓储粮作为吸湿性多孔介质具有复杂的热源、湿源。     

利用专家规则控制粮库通风的模拟系统

分析了集温度、湿度、通风控制为一体的粮库温湿度检测与控制模拟系统,从软件、硬件和可靠性3个主要方面对粮库湿度检测与控制模拟系统进行了研究与设计,实现了系统温湿度的实时测量、显示、报警和对温湿度检测范围的设定与控制等功能。     

Effect of drying on biofilter performance: modeling and experimental approach

The moisture content of biofilter media is a key parameter for its adequate performance. Control of moisture requires a better understanding of the drying of the support due to changes in inlet air temperature and relative humidity and from metabolic heat production by pollutant oxidation. A dynamic one-dimensional model was developed to describe drying and its effect on biofilter performance. Mass and energy balances were established on an elementary representative volume. The biological reaction term incorporated temperature, water content, and pollutant concentration effects. The model describes the variations in pollutant concentration, air relative humidity, temperature, and water content of the media. It predicts (1) water evaporation from the packing material as a consequence of metabolic heat generation and variations of the relative humidity of the inlet air stream, and (2) the resulting decrease in biofilter performance. The model was validated with biofiltration experiments treating gaseous toluene using peat as support. Various ranges of inlet air relative humidity, temperature, air velocity, and inlet pollutant concentration were assayed.     

温湿度对稻谷粮堆结露的影响及实仓结露预警

粮食安全是国家自立、经济发展和社会稳定的重要保障。粮食在储藏过程中由于粮堆结露使得粮堆局部水分含量升高,易引起粮食呼吸旺盛,微生物活动加剧,甚至引起粮堆发热、霉变,严重危害粮食安全。本研究通过分析空气中饱和水汽量与温湿度的关系曲线,获得露点温度与空气温度、湿度的数学模型t_2=t_1+lg(RH_1)/lg1. 063,并绘制露点温度预测图。通过实验室模拟结露绘制稻谷表层结露曲线,拟定义了稻谷表层结露的前期、中期与末期。此外分析季节交替对粮堆各区域的温度变化的影响,进行结露预警。为完善我国的粮情监测系统,指导储粮实践,保障粮食安全提供借鉴。