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。     

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。     

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...     

地下生态粮仓中粮食温度场的试验与数值仿真

粮温是影响粮食安全的重要因素,论文采用地下模拟试验、工程性试验与数值仿真相结合的方法,研究了地下生态粮仓的粮食温度变化规律。通过在试验仓内布设测温电缆,定时定点监测温度,获取仓内各测点的温度变化规律。以地下储粮环境条件为基础,构建了模拟试验仓的物理模型,用数值方法分析了仓内粮食的温度场,并与试验结果对比,验证了数值方法的有效性。据此对工程性试验仓不同入仓时间的粮食温度场进行了数值分析,发现地下粮仓入粮应优先选择冬季,夏季入粮时因粮温较高应采取适当方式(如机械通风)降低粮食温度,以实现低温储藏。研究表明:埋深较深的工程性试验仓的储粮效果优于模拟试验仓;地下生态粮仓仓内粮食温度随着储存时间的增加基本保持稳定,且逐渐趋于地温;模拟试验仓粮温稳定在20℃左右,工程性试验仓粮温稳定在17℃左右,而对应地上仓平均粮温在25℃左右,局部粮温高达30℃,随季节变化较大。因而地下生态粮仓具有恒低温储粮的优势,有利于保证粮食品质和储粮安全。     

在高大平房仓储粮中的运用

我库 3- 2仓稻谷于 2 0 0 0年 11月 2 0日 - 12月18日期间进行通风降温处理 ,跟踪记录了通风的全过程 ,准确测定外界空气的温、湿度、粮温及稻谷水分的变化 ,为高大平房仓储粮机械通风降温提供了一些实践性依据。1　机械通风降温的原理由于粮堆温湿度与外界冷空气温湿度的差异 ,造成了温度和水分在粮食与空气间宏观上的定向转移。温差的存在 ,使粮食的热量通过传导、对流方式向粮堆空隙中的空气转移 ,我们将外界较为干燥而低温的空气采用机械通风的方式送入粮堆 ,改变粮堆原有的动态平衡 ,使整个粮堆的温度逐渐下降到低温状态。2　仓房储粮…     

大豆结露过程中湿热传递规律研究

为研究粮堆结露过程中水分迁移特点及温湿度场变化规律,将含水量12%的东北大豆放入温差15℃(冷热源分别为15、30 ℃)的模拟仓中储藏24d,分析大豆粮堆不同部位水分变化、粮堆温湿度场分布及结露部位温湿度变化,揭示了大豆粮堆结露过程中温湿度变化规律、水分迁移特点。结果表明,大豆粮堆在模拟仓冷热壁温度作用下产生了温差,由此形成的微气流带动水分子迁移,聚集于低温部位,致使大豆在近冷壁面上层结露;结露部位的粮食温度下降,最后趋于稳定,平衡温度在20.6℃左右,相对湿度先降低后升高,存在一个相对湿度最小值点;储藏过程中近热壁面大豆粮食水分下降,近冷壁面上层粮食水分升高,高湿区域不断扩大,粮堆由结露逐步发展为发霉。     

支风道高度对浅圆仓径向通风的影响

机械通风是粮食仓储过程中调控粮堆温湿度、保证储粮品质的有效方法。浅圆仓通常采用地槽通风,但存在通风均匀性差、阻力大、能耗高等问题。目前,浅圆仓径向通风技术研究逐步深入,其通风管网的合理布置是浅圆仓径向通风技术标准化应用和确保其通风效率的关键。本文通过数值模拟的方法,研究了支风道高度对浅圆仓径向通风流场、降温速率、降温均匀性及水分损耗的影响。结果表明,浅圆仓直径为25 m,装粮线20 m时,支风道高度为12.5 m时粮堆降温速率最大,可达到0.051℃/h,粮堆温度变异系数整体达到15.61%;浅圆仓径向通风系统支风道高度h与粮堆平均降温速率Y的满足Y=0.020 3+0.003 86 h-1.22×10^-4h²方程,R²值为0.97;支风道高度的增加对粮堆整体水分影响较小,但是对粮堆表面水分影响较大。     

地下粮食筒仓中高水分玉米粮堆谷冷通风后的温湿度研究

目的 研究地下粮食筒仓中,高水分玉米粮堆在谷冷通风后温湿度变化。方法 采用TOPRIE-TP700 多路数据记录仪和 TOPRIE-TP2305 温湿度传感器对谷冷通风后,试验仓内高水分玉米粮堆的温湿度进行监测;同时利用数值模拟软件COMSOL,对相同尺寸的模型仓进行了同工况下数值模拟分析。结果 试验仓内上层粮堆易受到外部环境变化的影响,谷冷通风后的静态储藏期间,第四层粮温由初始的6.8 ℃降至3.5 ℃,下降3.3 ℃;第三层粮堆先由初始6.5 ℃升至8.1 ℃后,又下降至6.2 ℃;第一层和第二层粮温表现出一致的变化性,由初始的3.6 ℃和4.8 ℃最终升至8.7 ℃和9.6 ℃,温升分别为5.1 ℃和4.8 ℃;第一层和第二层相对湿度由初始88.5%和88.3%经小幅上升至89.8%和89.3%之后,最终相对湿度稳定在89.6%附近;第三层和第四层相对湿度从初始90.5%和91.7%上升至93.9%和95%后,最终降低至93.7%和92.7%。靠近仓壁处粮堆温度增幅较大,最大增幅为11 ℃;第四层近壁处出现结露现象。结论 高水分粮在短时间谷冷通风后,依然具有较大的结露风险。     

大跨度平房仓上下行降温通风的数值模拟研究

基于多孔介质流动和传热传质理论,建立了仓储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,预测分析了双侧通风的大跨度平房仓在不同粮堆温度梯度方向、不同竖向通风方式的4种工况下粮堆内部温度和水分变化规律。同时探究了吊顶粮仓与未吊顶粮仓在4种通风工况下的降温保水效果。结果表明：粮仓未吊顶时,上行通风方式的降温保水效果优于下行通风;对于吊顶粮仓,上行通风与下行通风降温保水效果相差不大;粮面顶部的空气区域对降温通风时粮堆的温度变化、水分变化影响较大,对粮仓进行吊顶,具有更好的降温保水效果。     

浅谈春季储粮防结露

春粮结露是影响粮食安全储藏的主要因素之一。综述了引起粮食结露的原因是仓内外粮堆温差及粮堆温度外热内冷。通过采用勤翻动粮面和对过冬储藏的粮堆进行通风调节两种方法来消除温差,方法简便可行,具有一定的实用性。     

热管低温储粮技术对小麦品质的影响

为研究热管低温储粮技术在储粮方面的实际应用效果,设计建造了基于热管原理的低温储粮仓,研究了储藏过程中粮食温度、水分减量、电导率值、过氧化氢酶活动度、脂肪酸值的变化情况;结果发现:在一年(2012年9月到2013年9月)的试验周期内,试验仓粮食降温速度和低温时间明显高于对照仓,在小麦品质方面:试验仓水分、过氧化氢酶活动度分别下降了0.12%、14 mg H2O2/g,比对照仓低0.11%、39.13%;脂肪酸值和电导率值分别增加7.65 mg KOH/100 g、5.1μS/cm,比对照仓低42.48%、45.16%,证明该低温储粮技术蓄冷效果明显,同时具有降低粮食水分减量、抑制脂肪酸值升高、保持籽粒活性,防止粮食劣变陈化的效果,为该储粮技术的大规模应用和推广提供理论参考。     

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     

中高温储粮区粮堆表层害虫种类调查

环境温度是储粮害虫发生发展的关键因子,我国中温和高温储粮生态区的温度环境适合储粮害虫的生长,是储粮害虫危害较为严重的区域,为更好地指导该地区粮库进行储粮害虫综合防治,随机选取了中温和高温储粮生态区内的19个粮库,采用波纹纸板诱捕器诱集法,开展了主要储粮害虫调查研究。结果表明:中温和高温储粮生态区内的19个粮库中,包含了18种主要储粮害虫。中、高温区主要储粮害虫种类差异不大,粉食性害虫种类远远高于蛀食性害虫;中温、高温区均适宜害虫发生发展,中温区害虫种类略高于高温区。     

基于最高粮温的储粮模式判定和储粮仓房等级划分研究

现阶段我国建设了各类储粮仓房,既有标准储粮仓房,也有“非标准仓房”。由于仓房型式、所用材料多种多样,在受太阳辐射、仓内外温度传导、粮堆内孔隙间热对流等条件的作用下,其获得的储粮效果不尽相同。为实现安全储粮目的,粮食仓储业制定了储粮模式判定标准,实现了安全储粮层次化管理,也将储粮硬件上的缺陷转化为储粮理论上的探索。本研究基于温度场分布理论,对采取不同保温措施的平房仓、不同型式的圆形仓房,进行常规测试、加密测试点测试与分析,提出取消储粮模式判定标准“平均粮温”这一判定指标,仅将“局部最高粮温”作为储粮模式唯一判定指标和储粮仓分为4个等级,最高温度超过30 ℃的不作为储粮仓使用的建议,从源头上改善储粮条件,使我国储粮仓型得到整体提升,旨在实现标本兼治。     

基于知识图谱的绿色储粮技术研究可视化分析

随着科技的进步,传统储粮技术逐步升级为以气调和低温储藏为主线的绿色储藏技术,为全面把握绿色储粮技术研究发展脉络,运用CiteSpace软件,通过定性与定量相结合的研究方法,分析Web of Science及中国知网数据库的文献数据并以此绘制可视化知识图谱。通过对图谱分析得出,国内期刊的主要研究热点为储粮害虫、机械通风、储粮品质,注重害虫检测及生物与物理综合防治害虫的研究,如何控制粮食品质的变化是研究重点;国际期刊同样重视对虫害霉菌的防治,同时在更高储存效率前提下考虑经济成本,将大数据技术初步融入到绿色储粮技术中。最后,对绿色储粮主要的三种技术：气调、低温、生物与物理综合防治技术进行细致的总结与归纳,为该领域未来值得进一步探讨的研究方向提供参考。     

包装仓实施准低温储粮应用探析

包装仓通过简单改造,配备围包散装安全储粮的基本设施,通过有效采取机械通风降低基础粮温、压盖密闭延缓升温、机械制冷控制粮温等主要技术手段,分析总结每阶段温度变化情况,为储粮包装仓实施准低温储粮提供一些经验和方法,供借鉴。     

免疫标记分析技术及其在粮食霉菌毒素 检测中的应用研究进展

霉菌毒素污染严重危害食品的质量安全,最终影响到人们的健康。因此,建立毒素检测方法对预防霉菌毒素污染,减少毒素中毒事件发生至关重要。综述了污染粮食的霉菌毒素的种类、危害及免疫标记技术在粮食霉菌毒素检测中的应用。     

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。     

屋面通风对抑制高温季粮堆升温影响的实验与模拟研究

为了研究高温季节粮食平房仓屋面架空层隔热性能的主要影响因素,采用计算流体力学对具有架空层通风结构的粮食平方仓进行数值模拟,并采取实验仓实验对模型进行了验证。实验结果表明,模拟结果与实验数据有较好的一致性,模型较为合理。在粮堆初始温度和储藏时间相同的条件下,基于所建立的数学模型,对具有不同空气层厚度、不同架空层通风气流速度的粮食平房仓进行了模拟,并研究了架空板表面高反射涂层的影响。结果表明,在主导风向上利用湍流换热入口段效应,可以提高架空层散热速率,减少仓内热量积聚,使上层粮温与"闷顶"式架空层相比降低了2. 1℃,扩大了粮堆内部"冷心"区域;在0. 2 m空气层厚度下,外界风速约为5 m/s时,架空层内形成的流动即可有效带走由架空板传入的积热,有效阻隔屋面向仓内的传热;而当架空层气流速度为2 m/s时,架空层的最佳厚度为δ=0. 3 m。在高温季节自然对流风速范围内(1～5 m/s),根据湍流入口段长径比来设置架空层空气厚度较提高气流速度或单一采用高反射涂层更有利于改善架空层隔热效果。     

丢糟中木聚糖的提取工艺优化

对丢糟中木聚糖的提取工艺及其质量进行了研究。在白酒丢糟中通过清洗、烘干、粉粹、高温高压处理、碱处理、中和沉淀、纯化等过程,提取其中的木聚糖,并采用单因素及正交试验对条件进行优化,同时并改良检测方法,使检测结果更精确。结果表明,制备的木聚糖细腻光洁、稳定性好、纯度达到95%。提取木聚糖提取的最佳工艺条件为碱提温度90 ℃,碱提质量分数15%,碱提固液比1∶20（g∶mL）,碱提时间300 min,醇沉pH值为5,醇沉体积3倍,醇沉时间60 min。在此条件下木聚糖得率为29.9%。该提取工艺合理,对于丢糟高效高值利用,提供了一种可行的方法。