橫向通風系統(tǒng)充氮氣調(diào)工藝的數(shù)值模擬研究.pdf

1、糧食作為國家的重要戰(zhàn)備資源，一直備受人們關(guān)注，現(xiàn)階段尤為重要的是糧食儲藏。由于我國儲糧數(shù)量較大、周期較長，因此現(xiàn)階段我國儲糧的主導倉型為平房倉。為了解決平房倉進出倉機械化作業(yè)難題，國家糧科院對平房倉的通風模式進行了重大改進，將傳統(tǒng)的豎向正壓通風模式改為橫向負壓通風模式，實現(xiàn)了風道上墻、騰空地面、方便機械作業(yè)的目標。采用基于橫向通風技術(shù)，進一步開發(fā)了環(huán)流充氮氣調(diào)技術(shù)，該技術(shù)可以實現(xiàn)綠色無公害儲糧。
　　對于儲糧生態(tài)系統(tǒng)研究方法，以前

2、主要采用的是基礎(chǔ)理論參數(shù)結(jié)合中小尺度試驗和真實體系示范驗證。前者時間較短但與實際情況有一定差距，后者結(jié)果真實但驗證時間較長且費用高。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，計算機模擬工程仿真技術(shù)越來越受到人們的重視，它具有時間短且接近實際的特點。
　　本文基于機械通風儲糧理論、多孔介質(zhì)傳質(zhì)理論以及計算流體動力(ComputationalFluid Dynamics，簡稱CFD)等理論基礎(chǔ)，采用真實體系示范驗證和計算機模擬工程仿真技術(shù)，利用前者驗

3、證后者的準確性，采用后者對工藝進一步進行優(yōu)化，對某國家糧食儲備庫的高大平房倉糧食充氮氣調(diào)工藝進行評價和優(yōu)化設(shè)計，并對氣調(diào)過程中糧堆內(nèi)部氮氣濃度擴散規(guī)律進行數(shù)值模擬研究，其主要研究內(nèi)容如下:
　　本文分析了國內(nèi)外眾多研究者在綠色氣調(diào)儲糧方面的研究成果;介紹了橫向通風系統(tǒng)的組成，詳細論述了橫向通風系統(tǒng)充氮氣調(diào)工藝實施的步驟、工藝要求和檢測設(shè)備的布置等。對某糧庫內(nèi)新建該系統(tǒng)進行了實地測試，并對實測數(shù)據(jù)進行整理。
　　選取長度方向上

4、的對稱面為計算區(qū)域，建立了該糧庫的二維模型，對充氮氣調(diào)工藝中氮氣濃度擴散規(guī)律進行了模擬研究。并將數(shù)值模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進行對比，驗證了數(shù)值模型的正確性。在此基礎(chǔ)上，建立真實糧庫的三維物理模型，使用上述數(shù)值模型對優(yōu)化后的氣調(diào)工藝進行模擬計算，得到了工藝過程中糧堆內(nèi)部氮氣濃度擴散和均勻性的基本規(guī)律。
　　研究發(fā)現(xiàn):本文建立的數(shù)值模型能夠很好地再現(xiàn)糧堆內(nèi)氣調(diào)過程的不同階段，實驗測試數(shù)據(jù)驗證了數(shù)值計算結(jié)果的正確性和準確性;分析數(shù)據(jù)結(jié)果后提

5、出的優(yōu)化氣調(diào)方案，同樣可以很好地提供低氧富氮效果，并且更加節(jié)能高效;利用橫向通風系統(tǒng)進行充氮氣調(diào)，整個糧堆中氮氣的濃度均非常均勻，可以提供低氧的綠色儲藏環(huán)境。
　　隨著計算流體動力學(CFD)的快速發(fā)展，糧食儲藏領(lǐng)域應用計算機模擬工程仿真技術(shù)，可以分析現(xiàn)有糧食儲藏工藝流程的時效性，并且為以后的通風系統(tǒng)的優(yōu)化工作和具體的儲糧工藝提供了直觀、可靠且全面的指導。該項研究對于提高糧食儲藏的品質(zhì)和安全性，提高糧食企業(yè)的經(jīng)濟效益、保證國家糧食