高温高湿地区两种空调控温模式对稻谷安全储藏的影响研究

研究了温度为22 ℃、日开启时长13 h和温度为24 ℃、日开启时长24 h的空调控温模式下高温高湿储粮区稻谷储藏过程粮堆温度变化情况,比较了控温储藏前后稻谷水分和脂肪酸值的变化情况,分析了不同深度粮堆水平方向上各层温度变化差异,评估了利用空调控温实现准低温储粮的技术可行性。结果表明,在不同空调运行模式下,粮堆平均温度和最高粮温均缓慢升高。空调控温储粮对粮堆表层温度影响较大,对中层粮温影响较小,在空调控温储藏期间下层粮温可能受地坪温度影响。降低控温温度但缩短其控温时长的控温模式更加经济高效,采取22 ℃+13 h的控温模式比24 ℃+24 h的控温模式能够节约12.4%左右的用电费用。同时,控温空调对基础粮温较低的粮堆在仓温、表层粮温以及平均粮温的控制效果上较为明显,粮堆基础粮温对控温储粮技术的实施具有重要作用。     

半地下双层浅圆仓静态储粮温度场的数值分析

粮食温度是影响储粮安全的最重要因素之一,为揭示半地下双层浅圆仓的储粮温度场分布规律,本文建立了地上浅圆仓和地下仓的粮堆数学分析模型,并通过现场实验结果验证了模型的有效性。以此为基础建立了半地下双层浅圆仓数值模型,分析低温入粮后静态储藏1年期间的粮堆温度场变化规律。结果表明：半地下双层浅圆仓地上层靠近仓壁2 m内的粮温受外界气温影响变化明显,温度范围在10.62～27.37℃,地下层粮温常年处在准低温状态,平均温度不超过地下恒温区温度17℃;入冬时地上层粮堆在距仓壁1～3 m之间会短期形成一个热量聚集区,导致近仓壁处粮堆温差较大,随后外围区温度缓慢降低,形成“热心冷皮”;仓壁的保温隔热措施可有效减小气温对粮温的影响,地上层夏季最高粮温较未做保温的地上浅圆仓低3.86℃左右。研究结果可为半地下双层浅圆仓的推广应用提供技术支持。     

华北地区高大平房仓稻谷控温储粮情况研究

对华北地区某高大平房仓的稻谷空调控温储藏情况进行了监测研究。结果表明：度夏期间,利用空调控温技术,仓房内空间温度和表层平均粮温可有效控制在22 ℃以下,但同一粮层不同位点温度差异大,在粮堆表层、西墙、南墙附近局部位置粮温仍会出现高于25 ℃的情况。受夏季外界环境高温影响,粮堆中心与侧壁附近温差10 ℃以上,存在“冷心热皮”引起的水分迁移现象。水分和温度在距离粮堆表层和仓房侧壁0.5 m附近易升高,成为霉菌易滋生的重点部位,同时,也是发芽率降低和脂肪酸值易升高的位置。因此,在控温储粮过程中需加强对粮堆表层和仓房侧壁粮情的监控。     

基于COMSOL静态储粮玉米粮堆温度场研究

以初始温度为26℃,边长为1 m并设有冷、热壁面的方形玉米粮堆仓为研究对象，利用数值模拟软件COMSOL,对仓内粮堆温度场进行数值模拟分析，并基于验证的模型研究粮堆内外存在温差时，其内部温度随时间的变化规律。结果表明：靠近冷、热壁面的粮堆温度变化较快；仓内粮堆温度在冷热壁面间形成梯度，出现分层现象；不同初始粮温条件下，壁面与粮堆温差影响仓内粮堆温度分布，储藏96 h后，初始粮温为22℃的粮堆温度变化幅度最大，为24.9℃;粮堆与壁面温差较大的条件下，热量传递较快，仓内粮堆温度逐渐趋于稳定；初始粮温一致，不同种类粮食条件下，在储藏192 h后，大豆、小麦、玉米、稻谷和油菜籽仓内粮堆最终温升分别为2.21、2.18、2.17、2.64和2.40℃;密度和孔隙率差异共同影响仓内粮堆温度的分布，孔隙率较大的玉米粮堆，温度更加均匀。     

钢筋混凝土浅圆仓中大豆粮堆温度场的研究

为研究大豆在机械通风过程中的温度变化,以华北地区内径为30 m、装粮高度为20 m的钢筋混凝土浅圆仓为研究对象,基于多孔介质传热传质理论,利用数值模拟软件COMSOL建立大豆储藏过程中粮堆内部温度变化的数值模型,利用此模型对机械通风过程浅圆仓大豆粮堆温度场进行了分析,并预测了不同初始粮温和装粮高度条件下仓内粮堆温度变化过程。结果表明：随着与风道距离的增加,粮层温度变化幅度由剧烈逐渐变得缓慢;粮堆热阻的存在导致热量在整个粮堆的传递过程表现出一定的迟滞性,从而使整个粮堆温度分布不均;初始粮温分别为12、14、16、18、20℃时,机械通风86 h后仓内粮温分别降至4.9、6.2、7.3、8.4℃和9.6℃,分别下降了59%、56%、54%、53%和52%,在相同边界条件下,初始温度较低的粮堆,粮温降幅较大;机械通风过程,不同装粮高度(18、19 m和20 m)的粮堆温度变化差异呈现先增大后减小的趋势,在机械通风19 h和110 h后,装粮高度相差1 m时,粮堆之间温差分别为0.1℃和0.6℃,在机械通风结束后,仓内粮堆温度分别为0.3、0.5℃和0.9℃,此时装粮高度相差1 m时,粮堆之间...     

基于多场耦合理论浅析浅圆仓局部结露机理

为剖析冬末春初之际浅圆仓表层粮堆易发生结露机理,本研究以天津地区的钢板浅圆仓中所储的小麦粮堆为研究对象,重现了粮堆的温度场与水气分压场云图,显示了温度、湿度、微气流等主要非生物因子和粮堆自身热特性的影响而出现了温度和水气分压的分层现象。运用多场耦合理论分析得到,在温度差和水气分压压力差的作用下,粮堆中"冷区域"和"热区域"的微气流流动方向和水分的扩散方向会呈现出不同趋势。在其方向一致之处,水分扩散作用加强;反之水分扩散作用减弱。在低温季节的粮堆表层,两者方向相同,粮堆表层出现水分持续聚集现象;加之低温环境的影响,在粮堆表层易形成结露。本研究将为粮堆局部结露过程定量分析提供新视角。     

空调控温与充氮气调技术结合应用研究

研究空调控温与充氮气调技术结合应用,通过向充氮气调仓内空间通入冷气,使仓温保持在较低水平,减少外温对表层粮温的影响,达到整仓准低温储粮的目标。在对比研究试验仓与对照仓粮食品质及粮情变化情况后,得出采用空调控温与充氮气调技术相结合可以较好的控制整仓粮温,有效解决粮堆表层粮温上升过快、品质下降的问题。     

浅圆仓小风量维持通风环流控温储藏粳稻试验

针对东北地区生态气候特点,应用小风量维持通风环流均温系统,开展浅圆仓粳稻控温储藏试验,结果表明:在浅圆仓内应用小风量维持通风环流系统能有效解决过夏期间粮堆表层和仓温较高的问题,全仓粳稻平均粮温控制在15℃以内,储藏期间粳稻水分及脂肪酸值变化较小,减缓了品质劣变,能确保粳稻的安全度夏和实现保质减损储藏。     

改变粮面传热方式在储粮技术中的应用

当粮面温差在7℃～8℃容易结露,通过改变粮仓内热量传导方式(即对流传热变为传导传热)使粮食表层梯度温差在5℃以内,从而预防粮食表面结露.200亿斤国投砖圆仓气密性和隔热性好,利用冬季低温,结合机械通风,在春季采用袋积稻壳与塑料薄膜结合,对全仓粮面进行密闭保温隔热,达到了低温储藏的目的,克服了砖圆仓仓顶隔热性能差,上层粮温上升快的缺点,起到了减少温差,稳定粮情,延缓品质劣变,降低保管费用的作用.     

基于温湿度场耦合的粮堆离散测点温度场重现分析

以钢板浅圆仓为研究对象,以小麦粮堆为目标粮堆,利用温度传感器阵列监测粮堆不同季节、不同位点的温度,运用粮温拟合算法和Matlab模拟软件,重现了不同季节、不同方位的浅圆仓小麦粮堆温度场变化规律,并基于温度湿度场耦合原理对云图进行了分析。结果表明:夏季,粮堆中存在大体积的"冷芯"可以使粮堆安全度夏;秋冬季,粮堆中有"热-冷"多层次区域变化,易导致第2年春季在粮堆表层发生结露霉变;而在冬季进行机械通风作业可有效消除粮堆在春季易结露的安全隐患。本研究为运用场论分析法预判储粮安全提供了有利依据。     

浅谈浅圆仓的储粮特点

根据浅圆仓结构、大粮堆特点和20年的使用情况,总结出浅圆仓的储粮特点。在生产过程中,发挥浅圆仓保温性好和设施配套齐全的有利条件,通过运用相应的仓储设施、改进管理模式,实现浅圆仓的控温储粮、消除"来粮质量参差不齐"、"结顶、挂壁"、"安全操作"等不利因素的影响,确保浅圆仓储粮的安全。     

浅圆仓控温技术的研究进展

在粮食储藏过程中,温度是影响储粮品质的重要因素。高温将导致储粮产生虫霉,营养品质下降等不利影响。控温储粮作为一种低碳绿色的储粮技术,能够预防和消除储藏过程中的发热并保持粮食的原有品质。为达到安全储粮的目的,各种控温技术随之诞生。随着浅圆仓在我国的推广建设,各种控温技术在浅圆仓应用越来越多。本文综述了我国浅圆仓储粮控温技术的研究进展及适合各生态储粮区的控温技术,并分析了浅圆仓控温技术未来的发展方向,为浅圆仓控温技术的发展提供一定参考。     

钢结构简易囤通风效果评价

介绍了钢结构千吨囤的建设情况和降温通风工艺应用情况,通过检测千吨囤风机压力和表观风速等通风参数,对千吨囤的通风降温效果及效能进行评价。千吨囤的通风方式为竖向上行压入式通风,采用数字风压和风速测定仪对千吨囤进行竖向通风参数测试研究。结果显示:千吨囤玉米粮堆竖向通风的表观风速和单位通风量增加,粮堆的单位粮层阻力也增加,两者呈正相关;通风阻力中设施阻力占比较大,中心主风道与出粮通道共用管道设计,便于出粮作业,但增加了通风设施阻力,导致通风能耗增加,且受风道设计影响,囤体东北角区域粮面表观风速较低,局部通风效果不佳,建议优化风道设计,可将主通风道与支风道呈放射状均匀布置。千吨囤通风后,粮堆整体温度降低11.3℃,每层平均温度降至-6℃左右,除局部位置温度下降不明显,其余通风降温效果良好。     

Temperature fluctuations and moisture migration in wheat stored for 15 months in a metal silo in Canada

Temperatures and moisture contents inside a metal silo filled with 20 t of wheat were monitored from August 2003 to October 2004 in Western Canada. In the summer and then repeated in the autumn of 2005, grain moisture contents inside small columns, inserted in the top of the grain bulk in the same metal silo, were measured after 4 and 8 weeks. The columns had the following configurations: 1) both the top and bottom of the column were open; 2) the top of the column was open and the bottom was sealed; and 3) the top of the column was sealed and the bottom was open.During the 15-month period, headspace temperature averaged 2.9 ± 0.2 °C higher than that of the ambient air with a maximum of 18.3 °C and a minimum of 0 °C. There was larger temperature fluctuation in the headspace than inside the grain mass. The average temperature gradient was 5.09 ± 1.24 °C/m inside the grain mass. The highest temperature gradient was 32.4 °C/m and it was located at the center of the bin at 1.6 m high. “Inside” grain had a lower moisture change than the surface grain.Grain in the top section of the column with the column configuration of Top End Open had the largest change of its moisture content, and grain in the middle section of the column with any of the configurations did not change. Grain inside the small columns at different locations in the silo had different moisture movement trends. These trends were consistent with the measured moisture migration in the entire silo. These results confirm that even in a small silo there were temperature gradients large enough to drive air movement and the induced convection currents could cause moisture migration.     

谷物冷却机降温通风粮温变化规律实验研究

科学高效使用通风设备对粮仓通风,可有效控制粮堆温度,保障粮食储藏安全。为探究谷物冷却机通风过程中的粮堆温度变化规律,采用谷物冷却机先后对2个浅圆仓、3个超高大平房仓进行冷却通风对比实验。结果表明,浅圆仓通风效果良好,温度迁移速率约为1.7～1.9 m/d,通风11 d后会降低整仓粮温,无通风死角;平房仓通风过程中会形成风道,打乱粮堆原始冷心,有效降低平均粮温但无法实现整仓粮温均匀降低,存在通风死角。     

筒仓粮堆内部竖向压力计算方法

考虑到筒仓粮堆内部同一水平面上竖向压力的不均匀分布现象,提出储料对仓壁的摩擦及粮堆内部储料间摩擦的共同作用是造成粮堆内部竖向压力不均匀分布的主要因素。根据有限元结果与实验数据,提出了筒仓仓壁处和筒仓内部有效摩擦系数分布规律的数学表达式。基于该表达式,推导出粮堆空间任意一点竖向压力的理论计算方法和简化公式。公式结果与有限元和实验数据有较好的一致性。     

筒仓中稻谷的空隙率分布研究

采用LHT-1粮食回弹模量仪测定稻谷(南粳5055)堆的表层密度及压缩密度,建立筒仓中稻谷堆的密度、应力与粮层深度关系的微分方程组,用数值方法计算筒仓中稻谷密度与粮层深度关系。采用粮食孔隙率测量仪测定表层稻谷(无压缩)孔隙率,由表层孔隙率,表层密度及筒仓深处的密度计算出筒仓中稻谷孔隙率与粮层深度关系。计算结果表明:在直径20米的筒仓中,在30米的筒体部分,南粳5055空隙率变化范围为61.00%~56.32%,在10 m的锥斗中,空隙率变化范围为56.32%~59.77%;在带锥斗筒仓的筒体部分,稻谷堆孔隙率随着粮层深度的增加而减小;到锥斗部分,稻谷堆孔隙率随着粮层深度的增加而逐渐增大。在不同直径的筒仓的筒体部分,在同一深度,稻谷堆孔隙率随着筒仓直径的增大而减小。     

浅圆仓仓顶自动喷水降温试验

为了缓解夏季高温对仓温及粮温的影响,对浅圆仓仓顶进行自动喷水降温试验,利用水的蒸发带走仓顶热量,以减少外热向仓内热传递,减缓仓温和粮温上升,从而延缓粮食陈化速度,保持粮食原有品质,确保储粮安全度夏,为最终实现绿色储粮创造有利条件。