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。     

高大平房仓双侧吸出式斜流通风数值模拟和实验的比较研究

本研究基于数值模拟方法,对高大平房仓双侧吸出式斜流降温保水通风实验工况进行了数值模拟仿真,分析了在双侧吸出式斜流通风过程中粮堆温度和水分的变化规律,对实验数据与计算机模拟结果进行了对比分析。同时,探究了斜流通风与横向通风相结合时的降温保水效果。研究发现,采用双侧吸出式揭膜斜流通风,在通风空气温度和湿度合适的情况下,可以实现高大平房粮堆上部的快速降温保水效果。在进行斜流通风后,再适当地进行一段时间的横向通风,就可以有效地降低粮堆底部的粮温,而且粮堆水分基本不变。斜流与横向相结合的通风方式可以实现储粮快速降温保水效果。     

仓储稻谷黄变的数值模拟研究

研究温湿度的影响可为稻谷储藏时预防稻谷黄变提供精确的理论指导。文章基于多孔介质的传热传质理论和局部热平衡原理,建立了仓储稻谷自然储藏过程中粮堆内部流动和热湿耦合传递的数学模型,结合稻谷黄变动力学模型,采用数值预测的方法模拟分析了不同工况下密闭储藏时仓内粮堆内部温度和水分的分布规律以及稻谷黄变规律。结果表明：稻谷的黄变受储藏环境的影响较大,恒温、恒湿工况下,稻谷的黄变与时间呈线性关系,且随着时间的增加黄变越来越严重,高温、高湿下稻谷更容易黄变;随着粮温的升高,春夏季较秋冬季稻谷黄变较快;在相同的储藏环境中,当稻谷的初始水分为19%时,稻谷的黄变速度明显更快;稻谷在储藏过程中,靠近仓顶和仓壁交界附近区域的稻谷黄变严重。     

冷却干燥通风过程中粮仓内热湿耦合传递的数值模拟

基于多孔介质传热传质的理论,建立了一种冷却干燥通风过程中粮仓内热湿耦合传递的数学模型。借助数值模拟的方法,对冷却干燥通风过程中粮仓内温度和水分的变化进行了模拟研究,得到了冷却干燥通风过程中粮堆内部热量传递和水分迁移的基本规律。     

密闭储存粮堆内部自然对流和热量传递分析

基于多孔介质流动和传热传质理论,建立了仓储粮堆内部自然对流、热湿耦合传递的数学模型。采用近似分析原理和数值模拟方法研究了仓储粮堆内的传热和自然对流过程及其影响因素。结果表明对于颗粒较小的谷物如小麦,储存过程中的温度主要受热传导的影响,但是对于颗粒较大的谷物如玉米,自然对流的影响会更大。通过理论分析和数值模拟证明了粮仓中低速的水分迁移对储粮温度变化影响很小。在"瘦高"型的圆筒仓中,自然对流的影响作用较强,自然对流作用会使粮仓内温度混合更加均匀。     

连续通风条件下气温变化对粮堆温湿迁移规律影响的研究

采用数值模拟与试验相结合的方法,以成都某方形仓为试验模型,重点研究在垂直机械通风过程中,粮食温度和水分的变化规律。对模型进行了169.1 h的连续性垂直机械通风处理,然后将记录的试验数据与计算机模拟结果进行了对比分析。解决了不稳定边界条件会对精确计算带来不利影响的问题,验证了模型的准确性、可行性,对粮食存储技术的发展具有指导意义。     

圆筒仓储粮通风微环境模拟研究

圆筒仓内的微环境是由温度、水分、干物质损耗、谷蠹等构成了复杂的生态系统。对圆筒仓储粮通风微环境进行模拟研究,可为粮食的安全储藏提供理论依据。文章基于仓储粮堆内部自然对流、热湿耦合传递的数学模型,采用Fortran语言编译程序,模拟分析了粮堆内部的自然对流、热量传递和水分传递之间的问题,研究了通风过程中粮堆内部的干物质损耗、谷蠹的变化规律,并将模拟结果与通风实验数据进行对比分析。结果表明:模拟数据和实验数据较为吻合,其中温度、水分的最大误差分别为2℃和5.9%,其误差在粮食安全储存可接受范围之内;相对其他CFD模拟软件而言,设计的Fortran程序模拟时间极短(47s),且程序不限粮种,只需调整物性参数;温度和水分近似呈对称分布,而且太阳辐射导致靠近壁面的温度高于粮仓中心的温度;干物质损耗和谷蠹在粮仓中分布会受温度和水分的影响。     

负压气力输送加速段长度的数学模型及其验证

由通用计算公式推出了面粉厂负压气力输送加速段长度的数学模型,建立了面粉厂各类气力输送物料的λ_s计算方程。最后通过实验数据对加速段长度数学模型进行了验证,取得了理论值与实测值相一致的结果。     

储粮仓横向保水通风的数值模拟及对比研究

粮仓横向通风方式相比于传统的竖直通风方式,便于粮食装卸,但其通风跨度大,粮堆内部的温度和水分分布复杂,对储粮横向保水通风的模拟对比研究,可以为安全储粮提供参考依据。文章基于多孔介质的传热传质理论,建立了横向通风过程中粮堆热湿传递的数学模型,并对横向送风温湿度不同的工况进行模拟和分析。结果表明:当进风空气与粮堆的相对湿度差为0时,粮堆内部吸湿与解吸湿过程会很快达到动态平衡,既保证了降温又使粮堆水分降低幅度很小;进风温湿度一定,通风时间越长能耗越大,因此通风时间不宜过长,横向通风时间为120～144 h;通风天数相同的情况下,相比于传统的竖直通风方式,采用横向通风方式可以实现高效降温的效果,并且反向通风能有效降低粮堆的平均温度。     

不结垢换热器初探

简述了不结垢换热器的结构特点及工作原理，并与常规换热器作了性能对比。