稻谷自然储藏多尺度热湿耦合传递研究

该文采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)的方法,以稻谷为研究对象,建立粮堆内部和粮粒热湿传递的数学模型,从粮堆和粮粒两种尺度,探究自然储藏过程中外界气象参数变化时粮堆内部的热湿变化以及稻谷颗粒内部热湿传递与周围空气的温湿度关系。研究发现自然储藏时粮堆内温度变化和水分迁移主要受外界环境与粮堆内自然对流的影响,且自然对流也会影响到粮堆和粮粒内部的温度和水分变化。但是粮粒内部温度变化不同于粮堆内部的温度的变化,因此,粮情检测系统的传感器测得的温度无法真实反应粮粒内部的情况。该文研究结果可为储藏过程中粮堆局部发热和霉变的控制与防护提供理论依据。     

储粮横向通风多尺度热湿耦合传递研究

温湿度是影响粮食安全储存的重要因素,为保证储粮安全,采用机械通风,使粮堆和粮粒的温度和水分含量可以得到有效控制.该文基于多孔介质的传热传质理论,建立了仓储稻谷通风过程中粮堆内部流动和热湿耦合传递的数学模型以及粮粒的热量传递和水分输运模型.采用计算流体力学的方法,从粮堆尺度和粮粒尺度,分析了机械通风过程中仓储粮堆和粮粒内...     

多孔纤维织物热湿传递数值模拟的研究进展

热湿传递数值模拟的研究可为多孔纤维织物的制备和热湿性能评估提供理论基础。在阐述了织物热湿传递机制的基础上,从织物热湿传递数值模型、数值模拟计算方法以及织物热湿传递性能测试方法 3个方面,综述了近年来关于织物热湿传递方面的新进展,分析了现有织物传热传湿数值模拟研究中存在的问题,提出在创建织物三维方向上的热湿耦合模型时,要综合考虑织物本身的交织结构特征和纱线的物理性能;在数值分析过程中要充分考虑实际应用条件下织物材料物理性能的变化,进一步优化织物传热传湿数值模型,提高模拟计算的准确度。     

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。     

仓储粮堆内热湿耦合传递的数值模拟

本文通过理论分析与数值模拟相结合的方法,以典型吸湿性多孔介质—小麦为研究对象,根据小麦吸湿和解吸湿曲线,建立了吸湿性多孔介质内部热湿耦合传递的数学模型,通过与相关实验数据比较验证了数学模型的合理性。基于有限元的方法模拟分析了外界气温和小麦分别为273K(0℃)和293K(20℃),小麦初始水分为14%和18%时直径为10m高度为10m的充满小麦的圆柱仓内部热湿迁移过程,重点探究了近似冬季和夏季仓储粮堆内部温度和水分的动态变化规律。研究结果表明,冬季工况下水分从粮堆内部向顶部和右侧壁面迁移,聚集在相对狭窄的壁面边界附近,形成低温高水分区域,最大水分值出现在右上部侧壁面附近。夏季工况下水分从顶部和侧面向内迁移,而内部又朝右上部区域扩散,形成较宽的高温高水分区域(r <4.5m, 8.0m 相似文献   

密闭圆筒仓内储粮自然对流及热湿耦合传递的研究

粮食作为吸湿性多孔介质,具有吸湿和解吸湿特性。一般粮食收获后,大部分时间在密闭非通风状态下自然存储。鉴于粮仓外气候条件的季节和昼夜变化,会使粮堆的温湿度发生周期变化,导致超出存储安全指数。该文将以仓储粮堆内局部热湿耦合传递过程作为研究对象,借助多物理场数值模拟软件(COMSOL)进行数值模拟,研究近似冬夏季工况下粮堆内温湿度的动态变化规律,充分考虑了仓储粮作为吸湿性多孔介质具有复杂的热源、湿源。     

棉织物干燥过程热湿传递特性软件计算与分析

以单层多孔薄棉织物为对象,分析并建立其热风干燥过程中的热质传递机理及数学模型,得到织物在烘干过程中含水率与温度的变化规律,并采用MATLAB APP designer设计了棉织物传热传质数值计算软件,简易又直观地显示了各干燥段干燥时间与温湿度变化曲线。结果表明,薄棉织物在干燥过程中,内部温度与含水率的梯度基本可忽略不计,薄棉织物恒速段干燥时间占总时间的70%以上,但在结束恒速干燥段后内部仍有一定的吸附水含量。可为印染热定形机的风道结构设计和棉织物热定形工艺参数的设定提供理论参考价值。     

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。     

织物层热湿传递过程仿真研究

对服装织物层基本几何单元内空气层与纱线热湿传递机理模型进行了数值模拟分析，建立了空气层与纱线交界处的热湿传递动态过程，通过计算机仿真分析了织物内纱线、空气层的温度场和湿度场，并探讨了纱线材料特性、织物的组织结构对织物层热湿传递过程的影响规律。     

多孔织物热湿耦合模拟研究与发展趋势

深入探究了热湿耦合对服装热湿舒适性的重要意义,回顾了近年来多孔织物的热湿耦合研究进展,包括织物性能对热湿耦合的影响,不同物理现象下的热湿耦合研究两方面内容。总结了常见的热湿耦合数值模拟的四种途径:以Luikov传热传质耦合方程为基础的数值分析方法、有限容积分析法、有限元分析方法和基于多物理场的仿真软件应用。结合以上分析,提出了热湿耦合模拟应该从热湿参数量化、极端环境条件及多层织物热湿耦合机理进行深入研究,注重结合多孔介质传热传质理论和织物特征,以完善热湿耦合机理分析和数值模拟过程。     

服装工效系统热湿耦合的非线性特性

将热力学方法运用于人体服装环境工效系统的研究,运用非平衡热力学中力与流的关系来描述系统中服装传热与传湿之间的耦合,并通过出汗暖体躯干的实验测试获得与热湿耦合有关的数据,所得到的规律表明该热湿耦合有非线性关系。实验数据说明服装的热湿耦合是不可忽略的。     

Numerical simulation of heat and moisture transfer through bulky PAN nanofiber mats

In this study, the coupled heat and moisture transfer of polyacrylonitril nanofiber mats were investigated by theoretical and experimental methods. A mathematical model was used to describe and predict the coupled heat and moisture transfer of nanofiber mats. Based on the results obtained by scale analysis method, order of magnitude of heat transfer by radiation is negligible for nanofiber mats but heat transfer by convection is important. In this investigation, the coupled heat and moisture transfer including convection heat transfer was solved numerically by finite difference method. Comparison between numerical results and experimental data shows good agreement, which indicates the high accuracy of the numerical results.     

Numerical and experimental analysis of heat and moisture transfer during drying of Ataulfo mango

A theoretical and experimental study for the drying kinetics of Ataulfo mango slices was carried out. In the study different thicknesses, air drying temperature, maturity degree and non-isotropic mass diffusion were considerate. The 2D temperature and moisture distributions inside the slice were predicted by using a theoretical model. The water effective diffusion coefficient, the convective heat and mass transfer coefficients, the drying curves and the center temperature were getting by the experimental model. A parametric study was carried out in the ranging of air drying temperatures from 50 to 70 °C, slices with thickness of 2–5 mm and maturity degree from 13.2 to 22°Brix. It was found from the experimental results that slices of Ataulfo mango present an isotropic behavior with an uncertainty of 2.47%. The drying rate reduces in 4.5% as 1 mm thickness increase, and decreases in 8.0% for each 1°Brix increased.     

稻谷就仓干燥水分迁移规律及干燥动力学模型研究

本研究将收获的高水分稻谷分别放置于自制的就仓干燥模拟仓内,研究通风量分别为80、92、104m3/h条件下处于仓内底部、中部、表层的稻谷水分迁移规律。应用8种常用干燥模型对实验数据进行非线性回归拟合分析,确定最适干燥模型,并对模型进行了验证。结果表明：稻谷各层水分比随着通风干燥时间的延长而呈下降趋势,其中最底层稻谷水分比最小,底层稻谷在前期（2 d内）水分迅速下降,后期下降速度逐渐平缓,而上层稻谷水分比依次增大,降水速率较下层相对较慢;稻谷有效水分扩散系数在0.092~0.43×10-3 m2/d,其中80 m3/h通风条件下,粮堆各层水分有效扩散系数均小于其他两种通风条件;而相同通风条件下,稻谷粮层距粮面60~90 cm范围内,扩散系数相对其他层较大。通过对比模型得到的预测值与实测值,确定Wang et al.模型为通风条件下稻谷各粮层水分扩散系数的预测模型。