基于多尺度的稻谷干燥热湿耦合传递的数值研究

为保证稻谷在储藏时的品质,收获后的稻谷通常需要干燥到一定水分后储藏,研究稻谷干燥过程的热湿传递规律具有重要意义。目前稻谷干燥过程中热湿传递的分析大多基于连续介质假说和局部热湿平衡原理而进行的,这种方法的局限性在于很难获得粮堆干燥过程中粮粒内部的热湿迁移规律。本文基于稻谷粮堆孔隙尺度和粮粒尺度,采用局部非平衡热湿传递模型,模拟分析了在对流干燥条件下稻谷单颗粒以及颗粒群的热湿传递规律。研究结果表明,本研究模拟值与文献中干燥实验数据相对误差(RE)小于6.50 %,平均相对偏差(MRD)小于4.00 %,得出该模型具有一定的准确性;与基于局部热湿平衡多孔介质热湿耦合研究方法所得的稻谷颗粒群温度和水分传递结果进行对比,本研究所建立的模型更能准确体现出谷物颗粒在通风干燥时内部的热湿迁移规律。本研究所开发的模型能预测不同尺度下稻谷颗粒的温度和水分分布。     

高速燃油电磁阀电磁特性

高速燃油电磁阀作为航空发动机用叶片调节器的关键控制部件,其电磁特性直接影响叶片调节器的控制精度。首先基于Maxwell建立电磁阀数值模型。其次,深入研究磁路材料和外壳壁厚对电磁阀电磁力的影响规律。然后,对比研究极面形状和工作气隙相对位置对电磁力的影响规律。最后,研制了高速燃油电磁阀样机,进行实验验证。结果表明：磁路材料均为1J22时,电磁力最大;外壳壁厚0.75～1.5 mm时,各工作气隙下电磁力几乎不变;厚度小于0.75 mm时,电磁力随外壳壁厚的减小而下降;工作气隙小时,锥形极面衔铁电磁力小于平面极面,反之,锥形极面衔铁电磁力较大;工作气隙相对位置对电磁力影响有限。实验结果与仿真结果具有较好的吻合度,验证了仿真模型的正确性和研究方法的可行性。研究成果对高速燃油电磁阀电磁性能优化提升,提供了理论基础和数据支撑,具有实践意义。     

局地气候下不同初始水分稻谷静态储藏的模拟研究

为保证稻谷在储藏期间的品质,对粮堆在不同初始湿基水分条件下静态储藏过程进行研究具有重要意义。基于局部热平衡以及多孔介质热湿耦合理论,建立了仓储稻谷在静态储存条件下粮堆内部传热传质数学模型,通过有限元软件COMSOL Multiphysics模拟了秋冬季和春夏季两个时间段内初始湿基水分为14%、16%、19%条件下中试圆筒粮仓(高度为6 m、直径为3 m)在静态储粮时热湿耦合迁移过程。研究结果表明：对于长时间储藏的粮堆,外界温度以及稻谷自身呼吸对粮堆的热湿传递影响具有累积作用,能对粮堆内部的热湿传递产生持续效应;而外界温度对粮堆温度的影响与粮堆的初始湿基水分又有着有很大关系,初始湿基水分为19%的粮堆在储藏期间温湿度均较高,该工况下稻谷活性相对较大,呼吸散热散湿量多,粮堆始终处于高温高湿的危险储粮状态。在初始湿基水分较高工况下储粮易造成稻谷霉变等变化,进而降低稻谷品质。