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。     

筒仓中小麦密度分布值的有限元分析

筒仓中粮堆密度分布值是预测筒仓中粮食对仓壁的压力、确定粮食通风阻力、计算筒仓中粮食质量的关键参数.使用有限元方法求解小麦堆的修正剑桥模型计算出筒仓中小麦堆的密度分布值.结果 表明,筒仓中小麦堆的密度随着粮层深度的增加而逐渐增大,但在筒仓拐角处密度随着粮层深度的增加而逐渐减小.在上部粮层,粮块密度随着粮块与筒仓中心轴距离...     

平房仓中稻谷密度的时空分布值及堆高沉降特性研究

使用粮食回弹模量仪测定出稻谷堆的压缩密度与最大主应力(竖直压应力)及储藏时间的关系模型。选定修正剑桥模型作为稻谷堆的应力与应变关系本构方程,使用有限元方法计算出装粮后瞬时平房仓中稻谷层的竖直压应力分布值。由平房仓中稻谷堆各层的竖直压应力和稻谷堆的压缩密度与最大主应力(竖直压应力)及储藏时间的关系模型计算出平房仓中稻谷层的密度与粮层深度及储藏时间的关系模型。结果表明：稻谷堆压缩密度随最大主应力的增加而增大,随储藏时间的增加而增大,稻谷堆压缩密度关于储藏时间和最大主应力的关系模型是ρ=562.87+1.605 6ln(T)+(46.07+1.105ln(T))(1-e^{-0.000 001 p3_v+0.000 2 p2_v-0.013 5p_v+0.000 3});平房仓中稻谷层密度随粮层深度的增加而增大,随储藏时间的增加而增大,平房仓中稻谷堆密度关于储藏时间和粮层深度的关系模型是ρ=566.94+1.678 1ln(T)+(11.06+0.129 4ln(T)(1-...     

基于有限元方法的平房仓中小麦堆的密度分布研究

选定剑桥修正模型作为小麦堆的应力与应变关系本构方程,使用有限元方法计算平房仓中小麦堆的应变分布值,由应变值计算出平房仓中小麦堆的密度分布值。结果表明：小麦储藏在平房仓中,其堆密度分布是不均匀的。在同一含水率下,小麦平均层密度随着粮层深度的增加而增加,增加率随粮层深度的增加而减小;在同一粮层下,小麦的堆密度随距仓壁的距离减小而减小,在粮仓的拐角处小麦堆密度达到该层的最小值,当粮层深度越深,小麦堆层密度分布越不均匀;平房仓内小麦的平均堆密度随着含水率的增加而减小,平均堆密度相对于无压缩密度的增加率随含水率增加而增大;由剑桥修正模型计算出的数据拟合了平房仓中小麦平均层密度与粮层深度、含水率之间的关系方程。实仓验证得到：该模型计算的平房仓中小麦的重量与实仓内账面小麦重量的误差小于1.64%。     

预测平房仓中小麦密度分布与储藏质量的模型

采用LHT-1粮食回弹模量仪测定小麦堆在不同压应力下的压缩密度,结果表明:当小麦[众麦1号,含水率为11.70%~18.18%(w.b.)]的竖直压应力增大(0.631~221.060 k Pa)压缩密度增大(740.50~853.85 kg/m~3),两者可拟合出关系方程。建立平房仓中小麦的密度、应力与粮层深度关系的微分方程组,用数值方法计算平房仓中小麦密度与粮层深度关系,由积分法计算出平房仓中小麦的储藏质量。模型计算结果表明:平房仓中小麦密度随着粮层深度的增加而增大,随着深度增加,密度增加率减小;在一个宽20 m,长40 m的平房仓中,小麦密度从表层的800 kg/m~3增加到10 m深处的833.5 kg/m~3,密度增加了4.1%。在同一深处,密度随平房仓长、宽的尺寸增大而增大,增大值很小。在平房仓中同一深处,密度随含水率的增大而增大,增大值很小。小麦的摩擦角、小麦与仓壁摩擦系数几乎不影响平房仓中的密度。本模型计算了5个实仓中的小麦储藏质量,计算值与粮重实际账面数几乎一致,最大误差为2.63%。     

预测平房仓中小麦的密度分布与储藏质量模型

采用LHT-1粮食回弹模量仪测定小麦堆在不同压应力下的压缩密度,实验结果表明：当小麦(众麦1号,含水率为11.70.-18.18 %w.b.)的竖直压应力增大(0.631-221.060 kPa)压缩密度增大(740.50-853.85 kg/m₃),两者可拟合出二次关系方程。建立平房仓中小麦的密度、应力与粮层深度关系的微分方程组,用数值方法计算平房仓中小麦密度与粮层深度关系,由积分法计算出平房仓中小麦的储藏重量。模型计算结果表明：平房仓中小麦密度随着粮层深度的增加而增大,随着深度增加,密度增加率减小;在一个20米宽,40米长的平房仓中,小麦密度从表层的800 kg/m₃增加到10米深处的833.5 kg/m₃,密度增加了4.1%。在同一深处,密度随平房仓长、宽的尺寸增大而增大,增大值很小。在平房仓中同一深处,密度随含水率的增大而增大,增大值很小。小麦的摩擦角、小麦与仓壁摩擦系数几乎不影响平房仓中的密度。本模型计算了5个实仓中的小麦储藏重量,计算值与粮重实际账面数几乎一致,最大误差为2.63%。     

筒仓中油菜籽堆高安全域的研究

建立筒仓中油菜籽分层压缩平衡微分方程,实验测定微分方程中的参数,得到筒仓内不同深度油菜籽堆应力分布;建立筒仓中油菜籽籽粒堆放模型,给出筒仓内不同深度油菜籽的应力与籽粒压力的关系;设定油菜籽籽粒产生0.5 %的塑性应变为籽粒损伤阈值,结合筒仓内不同深度油菜籽堆应力分布以及籽粒受力与应变,给出油菜籽的堆高安全域。数值计算结果表明：油菜籽含水率为7.11%～13.52% w.b.时,半径为10 m的筒仓内油菜籽堆高安全域为22.00～45.59 m,半径为15 m的筒仓内油菜籽堆高安全域为19.78～35.97 m,半径为20 m的筒仓内油菜籽堆高安全域为18.87～32.76 m;筒仓内油菜籽的堆高安全域随着含水率的增大而减小,随着筒仓半径的增大而减小。     

不同储藏条件下筒仓中大豆堆高安全域研究

建立筒仓中大豆分层压缩平衡微分方程,实验测定微分方程中的参数,数值求解压缩平衡微分方程得到筒仓内大豆堆应力分布值;建立筒仓中大豆籽粒堆放模型,求解大豆籽粒堆放模型得出筒仓内大豆堆应力与籽粒压力的关系;实验测定大豆籽粒压缩力与塑性应变关系;设定大豆籽粒产生0.4 %的塑性应变为籽粒损伤阈值,结合筒仓内不同深度大豆堆应力、籽粒压力与塑性应变,给出大豆的堆高安全域。计算与实验结果表明：含水率为8.58%～15.01% w.b.并且储藏时间为60 d～240 d的大豆,在半径为10 m的筒仓内安全堆高的范围是47.6 m～20.6 m;在半径为15 m的筒仓内安全堆高的范围是40.2 m～19.3 m;在半径为20 m的筒仓内安全堆高的范围是37.4 m～18.8 m;筒仓内大豆堆的安全堆高随着含水率的增大而减小,随着筒仓直径的增大而减小,随着储藏期的增大而减小。     

稻谷堆的压缩密度与体变模量的测定与分析

利用应变控制式三轴仪对稻谷堆的压缩密度与体变模量进行了测定,并分析了围压对稻谷堆压缩密度的影响以及围压和含水率对稻谷堆体变模量的影响。结果表明:同一含水率(11.50%、13.14%、14.47%、15.86%、17.37%)下,稻谷堆的压缩密度随着围压(23~188 kPa)的增大而增大,其变化范围分别为0.664 6~1.067 9 g/cm3、0.670 8~1.081 5 g/cm3、0.678 1~1.084 2 g/cm3、0.681 4~1.142 3 g/cm3、0.686 1~1.168 8 g/cm3;稻谷堆的体变模量随着围压(23~188 kPa)的增大而增大,其变化范围分别为311.52~495.06kPa、294.73~487.80 kPa、291.61~450.05 kPa、210.34~430.04 kPa、160.16~301.07 kPa;同一围压下,稻谷堆的体变模量随着含水率的增大而减小,并可拟合出回归方程k=-aW2+bW-c,式中:W为含水率,k为体变模量,且a,b,c随着围压的不同而变化。     

大豆堆压缩密度与体变模量研究

使用LHT-1型粮食回弹模量仪测定不同含水率不同围压的大豆堆的压缩密度与体变模量。测定结果表明:未受压缩的大豆堆密度随着含水率(8.58%~16.52%w.b.)的增大而减小(718~680 kg/m3),呈线性关系;不同含水率大豆堆的压缩密度随着围压(0~124 k Pa)的增大而增大,趋向各自的最大值,这些最大值随着含水率的增大而增大(774~914 kg/m3);大豆堆的体变模量随着围压的增大而增大,随着含水率的增大而减小。依据测定的数据,建立了以含水率与围压作为自变量压缩密度作为函数的预测模型,建立了以含水率与围压作为自变量体变模量作为函数的预测模型。模型预测的压缩密度、体变模量与实验测定值几乎一致(平均误差分别为5.2%和5.4%)。     

稻谷籽粒的压缩特性与储藏压力关系的实验研究

本文选取南粳5055品种稻谷为实验样品,使其在6个LHT-1型回弹模量仪中储藏2个月,顶部分别加载50 kPa、100 kPa、150 kPa、200 kPa、250 kPa和300 kPa。利用Brookfield质构仪对回弹模量仪装样筒内的顶部与底部样品进行压缩实验。实验结果表明：储藏2个月,储藏压力为0-300 kPa,稻谷籽粒的最大破坏力、最大破坏能、最大破坏应变、表观接触弹性模量和最大接触应力的变化范围分别为81.58 N-3.78 N,8.10 mJ-6.27 mJ,0.1392-0.1168,71.32 MPa-57.68 MPa, 40.84 MPa-19.11 MPa。随着稻谷储藏压力的增加,最大破坏力、最大破坏能、最大破坏应变、表观接触弹性模量和最大接触应变皆减小。     

储藏期与储藏压力对稻谷籽粒压缩特性的影响研究

利用质构仪压缩稻谷籽粒的短轴来测定稻谷籽粒的压缩特性。测定的稻谷储藏在不同的时间与压力下。实验结果表明:当储藏时间为60 d且储藏压力由0 kPa增加到300 kPa,稻谷籽粒的破坏力由81.6 N减小到73.8 N,破坏能由8.10 mJ减小到6.27 mJ,破坏应变由0.139减小到0.117,表观接触弹性模量由171.3 MPa减小到57.7 MPa,最大接触应力由40.8 MPa减小到19.1 MPa。当稻谷储藏压力为77、100、139、200 kPa且储藏时间由0～60 d,稻谷籽粒的破坏力由81.6 N分别减小到79.6、79.1、78.2、77.0 N;破坏能由8.10 mJ分别减小到7.55、7.35、7.08、6.85 mJ;破坏应变由0.139分别减小到0.131、0.128、0.126、0.121;表观接触弹性模量由171.3 MPa分别减小到136.0、121.8、110.6、83.3 MPa;最大接触应力由41.2 MPa分别减小到35.0、32.5、30.3、15.0 MPa。结果表明储藏压力与储藏时间对稻谷籽粒的压缩特性有重要的影响。     

油菜籽堆压缩密度与体变模量的试验研究

使用LHT-1型粮食回弹模量仪测定不同含水率、不同围压下的油菜籽堆的压缩密度与体变模量。试验结果表明：不同含水率油菜籽堆的压缩密度随着围压(0~140.0kPa)的增大而增大,并且趋向于各自的最大值,这些最大值随着含水率的增大而增大;依据试验测得的数据,建立了以含水率与围压作为自变量,压缩密度作为函数的预测模型,油菜籽堆压缩密度试验数值与模型预测数值之间拟合度较高,平均误差为0.61%。油菜籽堆的体变模量随着围压(0~140.0kPa)的增大而增大,随着含水率(7.11~13.52 % w.b.)的增大而减小。建立了以含水率与围压作为自变量,体变模量作为函数的预测模型,模型预测的体变模量与试验测定值误差较小,平均误差为4.38%。     

A study on the feasibility of quantifying the population density of stored product insects in air-tight grain storage using CO2 concentration measurements

This study was aimed at estimating the number of insects per 1 kg of paddy (IPK) in an air-tight mock-up silo by CO₂ concentration monitoring. The first experiment was to determine the respiration rates of adult Sitophilus zeamais, Rhyzopertha dominica, and Tribolium castaneum. CO₂ concentrations were recorded from groups of 50, 100 and 200 insects with and without 125 g of brown rice. The respiration rate was calculated from the slope of the CO₂ concentration curve. A sample size of at least 100 insects was recommended. In 100-insect group, with the presence of food the respiration rates of S. zeamais, R. dominica, and T. castaneum were 9.57–14.13, 1.96–3.93 and 4.59–11.76 μl_CO2/insect−h, respectively. In the second experiment, S. zeamais populations at actual IPK = 2, 0.5, 0.25, 0.125 and 0.0625 in a 1.618 m³ silo filled with paddy were quantitatively determined. Similarly, R. dominica and T. castaneum populations at actual IPK = 0.5, 0.25, 0.125 and 0.0625 in 0.064 m³ silos were estimated in the third experiment. In each trial, small containers filled with a known number of adult insects along with brown rice were buried in the silo. Additionally, a control silo containing only disinfested paddy was set up in parallel. The insect population density was calculated from the difference in the slopes of the CO₂ curves between the infested and control silos divided by the respiration rate of one insect. On average, for each species and each infestation level the estimated population density was not greater than twice of the actual ones. Although several assumptions (e.g., silos being completely sealed, only one species and one life stage of infesting insects) had to be made, monitoring CO₂ concentrations could potentially be an effective tool for determining insect population density during grain storage.     

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。