高大平房仓双侧吸出式斜流通风数值模拟和实验的比较研究

本研究基于数值模拟方法,对高大平房仓双侧吸出式斜流降温保水通风实验工况进行了数值模拟仿真,分析了在双侧吸出式斜流通风过程中粮堆温度和水分的变化规律,对实验数据与计算机模拟结果进行了对比分析。同时,探究了斜流通风与横向通风相结合时的降温保水效果。研究发现,采用双侧吸出式揭膜斜流通风,在通风空气温度和湿度合适的情况下,可以实现高大平房粮堆上部的快速降温保水效果。在进行斜流通风后,再适当地进行一段时间的横向通风,就可以有效地降低粮堆底部的粮温,而且粮堆水分基本不变。斜流与横向相结合的通风方式可以实现储粮快速降温保水效果。     

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。     

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。     

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。     

双扩散传热传质模型及在横向谷冷通风中应用

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试验测定数据,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。     

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。     

通风过程中进风相对湿度对仓储粮堆温度和水分的影响研究

温度和水分含量是两个重要的物理变量,在研究谷物储存时品质变化起到很大作用。通风用于冷却粮堆并保持温度恒定,以防止水分迁移。良好的通风条件对粮仓内存储安全有显著影响。目前,通风空气相对湿度对粮堆水分影响的研究相对较少。采用数值模拟和实验研究相结合的方式,探索和比较因不同进风相对湿度而引起的通风过程中仓储的小麦温度和水分变化规律。结果表明:进风相对湿度较低时冷却干燥效率更高,小麦粮堆降温更快速,并将昆虫和霉菌的活动保持在较低水平。     

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。     

平房仓横向谷冷通风小麦粮堆传热传质数值模拟

平房仓横向通风具有进出粮快捷方便、节省大量人力物力等优势,但其通风的均匀性及降温降水效果有待于深入研究。基于多孔介质传热传质的理论,建立了一种谷冷通风过程中仓内热湿耦合传递的数学模型,并采用计算流体动力学(CFD)的方法,对某粮库小麦的横向谷冷通风进行二维数值模拟研究。通过对谷冷通风的数值模拟结果的分析,并与相关实验测试数据进行比较,探究了横向通风粮堆内部热量和水分迁移规律,得出了横向通风具有通风均匀、降温效果显著的结论,为今后储粮通风操作和管理奠定了基础。     

密闭粮堆中水分和温度变化的模拟研究

通过数值模拟的方法对考虑呼吸作用的密闭粮仓内温度和水分随时间的变化进行了探究。在数值模拟过程中,对真实粮仓进行适当的简化,建立数学模型,利用有限元法,对不同初始温度的粮堆进行数值模拟分析,研究粮堆内部温度和水分变化与呼吸作用的关系,当粮堆的初始温度较高时,呼吸作用对粮堆温度和水分的影响非常显著。利用研究结果可以为粮堆进行合理的"人工干预"提供理论依据。     

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。     

优质稻谷保鲜储藏方法研究

将用热风就仓干燥、自然风就仓干燥和烘干机干燥到水分为15%左右的优质籼稻在准低温条件下储藏10个月;将水分为17%的同种优质籼稻在低温条件下储藏13个月。在储藏期间定期测定和稻谷品质有关的13项检测项目。稻谷在储藏期间未发现发热、生霉、生虫等现象,色泽、气味正常,各检测项目测定结果表明,试验结束与试验开始的数值变化不大,一般都在10%以内,因此可以认为稻谷在储藏期间品质一直新鲜。提出保鲜储藏的合理储藏期和保鲜优质籼稻品质判定标准。     

优质稻谷保鲜干燥方法研究

将水分为16.0%～18.6%的新收割优质稻谷采用包装打围、中间散存的方式储藏,分别使用热风就仓干燥,自然风就仓干燥和低温储藏干燥等方法进行干燥处理,同时也使用低温烘干机和自然晾晒等方法进行干燥处理。结果表明:各种干燥处理都达到了满意的效果,达到预期干燥水分,干燥均匀,未增加裂纹粒(爆腰粒),发芽率、黄粒米率、整精米率、脂肪酯值和粘度等重要品质指标未发生明显变化,品质新鲜。通过试验找到了稻谷保鲜干燥方法,可与保鲜储藏稻谷的方法配套,为保鲜大米加工常年提供新鲜稻谷原料。     

Modeling of the packed bed drying of paddy rice using the local volume averaging (LVA) approach

A transient heat and mass transfer model was developed for the packed bed drying of paddy rice using the local volume averaging method in this research. The required conditions for the application of the local volume averaging were evaluated including appropriate length, time, and temperature scales and justified for fixed bed paddy rice drying. Taking local thermal equilibrium in each representative elementary volume, transient mass and heat transfer governing equations were derived. The transport mechanisms considered were conduction and diffusion as well as convection heat and mass transfer. In the model, the transport coefficients were functions of moisture content and temperature, thus they changed during drying process. The governing heat and mass transfer equations were simultaneously solved using an implicit numerical method. The simulation results were compared to available experimental data from literatures. Although the physical properties were from different independent research and independent of the experimental data used for model validation, predicted results showed a reasonable agreement with the measured data.     

滚筒内烟丝干燥过程的数值模拟

为了解析滚筒干燥条件对烟丝干燥过程中筒内的温湿度场和流场的影响规律,采用数值模拟开展烟丝滚筒干燥的筒内温湿度场的研究。通过干燥实验测量滚筒内部空气湿度来验证模拟结果的准确性,探究进口热风温度、进口热风速度、筒壁温度和滚筒转速等因素对滚筒干燥过程中内部水分分布的影响规律。结果表明:①增加进口热风温度会使蒸发过程加快;②提高进口热风速度能加强滚筒前段部分的水分蒸发,但进口热风速度过大会造成滚筒内整体水分浓度下降;③改变筒壁温度直接影响烟丝温度与筒内的平衡含水量,筒内平衡含水量随着筒壁温度的升高而增加;④增加滚筒转速会减少烟丝在筒内的停留时间,不利于烟丝的干燥。      

粮堆内热湿耦合传递数值模拟与试验验证

通风过程中粮堆内热湿耦合传递对储粮安全和粮仓通风有着重要的影响。建立了机械通风冷却过程中粮堆内热湿耦合传递数学模型,在此模型的基础上用C语言编写了用户自定义源项(UDF),实现了谷粒吸附和解析水分时热量交换和水分迁移的CFD数值模拟。以某高大平房仓为例,建立了通风冷却过程中粮仓的三维物理模型;以瞬态条件下外界环境随时间变化的空气温湿度为入口边界条件,通过对比CFD数值模拟结果与实测数据,验证了粮堆内热湿耦合传递数学模型,得出通风冷却过程中粮堆内热湿耦合传递规律。