浅圆仓不同装粮高度时径向与垂直通风模拟对比研究

为解决浅圆仓垂直通风产生的温度、水分分层明显的现象,基于多孔介质流动和传热传质理论,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的方法,探究了浅圆仓径向通风时,粮堆内部的空气流动和温度分布规律,得到浅圆仓不同储粮高度时径向通风的速度、温度分布以及通风阻力值,并分别与相同装粮高度时全孔板垂直通风的效果对比,分析对比了浅圆仓径向与垂直通风在不同装粮高度时的通风效果,研究结果可以为浅圆仓机械通风系统的选型提供理论支持。     

浅圆仓横向和垂直通风数值模拟对比研究

目前,我国浅圆仓储粮主要采用垂直通风方式对粮食进行冷却降温,但是垂直通风产生的温度、水分分层现象明显,因此进行浅圆仓横向和垂直通风的数值模拟对比,可以研究横向通风的可行性,为浅圆仓机械通风系统提供更多选择。文章以浅圆仓为研究对象,采用计算流体动力学的方法,研究在横向通风方式下,粮堆内温度、速度分布的变化规律,并对同样条件下垂直通风进行了数值模拟,对比2种通风方式下粮堆内部的温度、速度分布变化,分析其通风均匀性、温度降低的速率以及通风阻力大小。结果表明:横向与垂直通风对浅圆仓粮堆区域的通风效果较接近,但横向通风无死角,均匀性好;与垂直通风相比,横向通风时粮仓空气区域的温度梯度更小,降温更快,通风效果更好;当装粮高度较大时,横向通风的通风阻力会明显优于垂直通风。     

高大平房仓散装粮粮堆底部压力的离散元模拟

对高大平房仓模型仓散装粮粮堆底部压力进行PFC离散元模拟,并与试验结果、规范值进行对比,研究了粮堆底部包括竖向压力、水平压力和竖向摩擦应力等在内的底部压力的分布规律,研究了粮堆底部竖向压力与粮堆堆积高度之间的关系。结果表明:离散元软件PFC(3D)能够很好地模拟粮堆底部压力的非均匀性;当粮堆堆积高度较低时,底部竖向压力较小且较为均匀,随着堆积高度的增加,底部竖向压力逐渐增大并出现非均匀现象;粮堆底部任意一点压力与仓壁摩擦应力、粮堆内部摩擦应力以及该点到两侧仓壁(两侧仓壁垂直相交)的水平距离有关;底部竖向压力的不均匀程度随着粮堆高度的增加而增大;粮堆底部各点,其竖向压力随粮堆高度的变化率不同,竖向压力与粮堆高度之间的关系在堆积高度较高时呈非线性,竖向压力随粮堆高度缓慢增加。     

高大平房仓散装粮粮堆底部压力的试验研究

采用压力传感器对散装粮粮堆底部压力进行现场实测,研究了粮堆底部压力的分布规律,探讨了仓壁摩擦对粮堆底部压力的影响范围和影响程度,建立了粮堆底部压力与粮堆高度之间的关系。结果表明:当粮堆堆积高度较低时,底部压力较为均匀,随着堆积高度的增加,底部压力出现非均匀现象。底部压力不均匀程度随着粮堆高度的增加而增大。仓体中间位置的底部压力与粮堆高度之间始终近似呈线性关系,靠近仓壁位置的底部压力与粮堆高度之间的关系,在堆积高度较低时近似呈线性关系,在堆积高度较高时呈非线性关系。散粮在远离仓壁位置受到仓壁摩擦的影响较小,在靠近仓壁位置受到仓壁摩擦的影响较大。     

浅埋大型房式仓长期储粮热湿性能研究

针对浅埋大型房式仓长期储粮过程中存在的问题进行了试验研究,采用热湿传导理论对仓外不同深度土壤湿度进行了观测,结合储粮实践经过研究,提出了不同深度土壤湿度与仓内粮食水分变化趋势不存在内在联系,特别是对浅埋地下粮堆和仓内不同粮食热湿性能进行了分析论证,提出了一套长期储粮的理论依据.     

仓型尺寸对大堆高散装粮堆空间应力场影响的数值模拟研究

基于FLAC3D软件平台,研究了堆高为8 m时,仓型尺寸对高大平房仓散装小麦粮堆空间应力场影响的数值模拟。首先,分析了仓型尺寸不变时,堆粮高度改变对粮堆底部压力分布的影响,以及装粮高度达8 m时,不同位置处粮堆侧压力、仓壁摩擦力与深度的关系。然后,对比分析了堆高为8 m时3种仓型尺寸对粮堆侧压力、底部压力及摩擦力的影响。结果表明:粮堆底部压力的不均匀程度随着装粮高度的增加而增大;粮堆高度为8 m时,随着仓型尺寸的增大,粮堆侧压力和仓壁摩擦力逐渐增大;仓壁摩擦力对粮堆应力的影响存在一定的范围,距离仓壁越远受仓壁摩擦力影响越小。研究结果可为高大平房仓的结构设计以及相关理论研究提供参考。     

浅圆仓不同运行方式对粮堆通风调温效果影响

浅圆仓在粮食储藏中有着广阔的应用前景,探究垂直通风与径向通风系统不同运行方式的通风降温效果,有助于为粮食的安全储存提供支持。文章以浅圆仓内粮堆(大豆)为研究对象,通过有限体积法,数值模拟了3种不同风道在正压上行通风和负压下行通风为期14 d的调温过程,获得了粮堆内部的气流和温度分布情况,并对比分析了通风降温速率、均匀性与能耗等。结果表明：各通风方式下均无通风死角,形式差异导致流向与涡团的位置差异;垂直风道正、负压方式下通风7 d后仓内无高温区域,其他两种风道出现高温区域,14 d时各种工况均无高温区域;只有径向风道的负压通风的降温速率与最终温度低于正压通风;径向风道的通风均匀性优于其他两种风道,正压通风的均匀性优于负压通风的;而正压通风的能耗普遍低于负压通风。     

落球法测液体粘滞系数小球运动过程Matlab描绘

在用落球法测定液体的粘滞系数实验时,最初阶段小球的下落速度是变化的,当小球到达匀速时下落的距离非常微小,计时时不需要在实验中预留一段距离.通过Matlab描绘最初阶段小球下落速度及下落位移随时间的变化关系,结果表明:小球从无初速度进入液体至达到匀速运动所用的时间是极短的,实验中可不需考虑这个过程.     

自由下落非均一粒径颗粒流的流场特性

利用DPM-CFD模型对非均一粒径颗粒流自由下落过程中气流速度的分布规律、颗粒的扩散和运动特性进行了研究,模拟结果与实验及理论吻合良好.研究发现,空气在轴心处形成射流,其周围有漩涡产生;气流速度沿径向先减小后增加,之后再次呈现下降趋势,在轴心处速度最大,且沿轴向增加;颗粒物浓度沿径向减小,扩散半径随粒径减小而增加;随着颗粒流的下落,颗粒速度的增幅由快到慢,逐渐趋于平缓;在小颗粒中混入大颗粒可使小颗粒沉降速度减小.     

汽车碰撞弹塑性散落物的运动学特性

为研究汽车碰撞散落物的行为力学特性,建立了汽车碰撞弹塑性散落物运动特性的仿真模型,模拟了四种条件下(散落高度一定时速度不同、散落速度一定时散落高度不同、散落高度与散落初速度一定时散落初始角度不同和散落初速度及散落角度一定时形状不同)弹塑性散落物的运动特性,进而分析了汽车碰撞弹塑性散落物的散落距离与散落速度、散落角度、散落高度及散落物形状之间的关系。结果表明:在散落体质量和体积相同的条件下,形状及散落初始角度对散落物距离影响较大,形状迎风面积是影响其运动持续时间、触地后翻滚和滑动的主要因素。散落物的散落角度在-65°≤α≤45°范围内的运动轨迹符合外弹道学理论,而在-90°≤α≤-65°及45°≤α≤90°发生回弹现象,偏离外弹道学理论轨迹。     

大直径浅圆仓"离心"模型的动态侧压力颗粒流试验

利用离散单元法颗粒流程序(PFC3D)建立大直径浅圆仓的缩尺模型,该缩尺模型借鉴了离心机模型试验的原理,能够提供计算原型浅圆仓所需的重力场.首先模拟了该模型浅圆仓的静态侧压力,然后在其静态侧压力与原型浅圆仓的实测值基本吻合的基础上进行该模型浅圆仓卸料过程的模拟分析,得到卸料过程中大直径浅圆仓仓壁动态侧压力的变化趋势和超压系数的范围.     

仓储粮堆三维非规则孔道网络模型的优化研究

为了更详尽地反映仓储粮堆内部粮食颗粒与孔喉之间、孔隙与孔隙之间的位置关系,更合理地描述仓储粮堆内部在机械通风过程中的湿热传递规律,利用三维CT扫描设备与Avizo软件对颗粒堆积样件的孔喉进行提取,获得颗粒堆积样件实际三维孔道网络模型.其中喉道长度主要分布在6.0～14.0 mm之间,大约占喉道总数的96％,喉道长度分布...     

偏高水分稻谷储藏过程中湿热转移规律及结露临界参数

稻谷在储藏过程中因季节交替引起结露现象而发生板结、霉变和虫害,为减少稻谷的质量损失,将水分含量为14.35%±0.48%的偏高水分稻谷置于立方体模拟仓中,设置模拟仓的两个中空仓壁温度分别为0、40℃,模拟季节交替时稻谷储藏所处环境,研究偏高水分稻谷在季节交替时期粮堆内部温度变化规律、水分迁移特点,确定稻谷粮堆结露发生的位置、时间。运用Matlab模拟软件重现了稻谷粮堆温度场分布变化规律。结果表明:偏高水分稻谷在模拟仓内储存期间,粮堆内部和外部之间存在温度差,使得稻谷粮堆内部形成了冷热微气流循环以及倾斜的冷热峰面,粮堆内部的水分随着热气流向低温部位移动,水分集聚于模拟仓低温部位,最终导致粮堆结露现象的发生;偏高水分稻谷在粮堆环境温差40℃储藏48 h后,在粮堆低温部位即模拟仓近冷壁面上层(D'面第1层)发生结露现象,稻谷粮堆结露温度为7℃。研究发现粮食种类、水分含量以及粮堆内外温差等不同,结露临界参数也不同。     

粮食吸湿及湿空气在粮堆中的扩散特性研究

研究了粮食的吸湿特性和湿空气在粮堆中的扩散特性.结果表明:粮食在湿空气中吸湿速度较快,安全水分小麦直接暴露于RH80%条件下,4 d左右水分即可达到基本平衡.但如果没有外部力量推动,湿空气在粮堆中扩散速度很慢,维持小麦、玉米和稻谷的初始相对湿度与环境相对湿度差值超过10%的条件,30 d、0.5 m粮层的相对湿度升高值均小于4%.温差对湿空气在粮堆中的扩散有较强的推动作用,在温差20℃和RH85%的条件下,对局部粮食的增湿速度,湿空气影响粮堆的深度和粮食的增湿量均显著大于无温差条件的结果.     

基于流形元模型的高速远程滑坡碎屑流运动规律与拦挡结构减灾效果研究

高速远程滑坡碎屑流具有极高的动能和超远移动距离,是一种危害范围广、破坏力极大的地质灾害。目前研究多基于高速远程滑坡的效应机理,对于拦挡结构减灾作用研究较少,尚未形成完善的高速远程滑坡减灾体系,而数值模拟是研究碎屑流拦挡结构减灾作用的重要手段。本文采用数值流形方法对牛圈沟强震诱发滑坡所形成的高速碎屑流运动过程进行了模拟,分析其堆积状态以及运动特性,通过数值试验研究了碎屑流运动路径上植被覆盖、拦挡墙高度、位置以及布置方式对高速远程滑坡碎屑流堆积状态的影响,并对拦挡墙的减灾作用进行评价。不同于颗粒离散元方法,数值流形方法可以模拟任意形状块体相互接触、碰撞,从而避免了运动过程中圆颗粒滚动摩擦对模拟结果的影响。模拟结果表明,尽管在碎屑流运动路径上增加植被覆盖可降低碎屑流运动距离,为达到更好拦截碎屑流的效果,仍需在运动路径上布置拦挡墙,以有效降低碎屑流的沿程位移及远程堆积量。当拦挡墙布置于不同位置时,对滑坡碎屑流有不同的截流阻滑作用,并确定拦挡墙的最优位置。此外,相对于增加拦挡墙高度,设置多排拦挡墙可更加有效地拦截碎屑流以减少对下游的危害。     

偏高水分玉米“控温保水”储粮新工艺研究Ⅰ粮堆浅层通风降水的模拟试验

针对目前粮库亟待解决的"湿粮储藏难""粮食失水多"难题,依据维持储粮生态系统中温湿度的均衡就能保持粮食安全的储粮原理,将浅层通风降水、冬季冷却粮堆和夏季环流均温等技术优化集成,所形成的"表干内湿、控温保水"储粮新工艺,可有效破解长期困扰粮库"安全水分粮失水多、偏高水分粮难保管"的技术难题。本试验为"表干内湿、控温保水"储粮新工艺的前期工作,采用浅层通风降水方式,先在偏高水分玉米入仓后的粮堆内形成一个"外干内湿"的状态,为偏高水分玉米后续实施"控温保水"储粮新工艺、维持粮堆生态体系内外温湿度平衡创造条件,为"表干内湿、控温保水"储粮新工艺应用提供理论依据与技术支持。     

重油催化裂化外甩油浆自然沉降净化效果研究

对影响重油催化裂化外甩油浆自然沉降净化效果的主要因素进行了考察,得出在静止油浆中催化剂粉尘的沉降速度和油浆的净化效果主要与催化剂的颗粒分布、沉降时间、沉降器的深度及沉降温度有关。其最佳净化温度为２５０℃左右,浅池、长时可使净化率提高。     

方形粒子在Oldroyd-B流体中的沉降特性

为研究方形粒子在黏弹性流体中的沉降特性，应用基于分布式拉格朗日乘子的虚拟区域方法对方形粒子在Oldroyd B流体中的沉降运动进行了数值模拟.通过模拟得到了不同长宽比粒子的沉降轨迹、取向角和沉降速度的变化情况，并讨论了不同形状粒子的沉降特性.当方形粒子在Oldroyd B流体中沉降时，粒子的平衡取向为长边与重力方向平行，平衡位置为方槽的中心线.粒子的长宽比对沉降过程的影响较大，长宽比大的粒子在沉降过程中具有较大的横向漂移和沉降速度.当水力直径相同时，圆形粒子具有最大的沉降速度，而正方形粒子的沉降速度最小.     

中国区域气候对仓储粮堆温差的影响

将高大房式仓、浅圆仓中粮食温度全年变化与中国区域气候作了相关对照分析 .肯定了加强粮仓保温 ,隔热措施的必要性     

大直径浅圆仓设计探讨

大直径浅圆仓是一个全新的仓型,无论是设计还是使用都处在探索阶段。作者在设计实践中,就浅圆仓的几何尺寸确定、工艺设计、仓顶和仓壁结构设计与计算等关键技术问题进行了探讨,提出了一些新的设计思路。在进行仓壁内力计算时,采用了符合仓壁实际受力状况的薄壁圆筒壳计算模型,并利用ＭＡＴＨＣＡＤ软件计算出了仓壁内力的精确结果。