高大平房倉儲糧機械通風過程仿真模擬與優(yōu)化.pdf

1、儲糧機械通風作為我國糧食倉儲的一項重要科學技術，是維持稻谷安全儲藏和避免產(chǎn)后損失的一項重要保管手段。溫度、水分是影響糧堆儲藏穩(wěn)定性能的最為重要的因素之一，因此引入機械通風手段控制稻谷堆內(nèi)部溫度、水分很有必要。充分利用儲備糧倉周圍的低溫空氣，可以減少對谷物制冷機等設備的利用，也是響應節(jié)約型社會、環(huán)境友好型社會的重要措施。本文基于多孔介質傳熱傳質理論基礎，采用CFD（Computational Fluid Dynamics）商用軟件Flue

2、nt14.0構建相應的機械通風實倉模型進行數(shù)值模擬并與實驗驗證相結合。通過對CFD模型模擬結果與實際實倉通風實驗結果比對，探討多孔介質傳熱傳質模型構造的合理性和精確性，與此同時，在原有的儲糧機械通風管道排布基礎上提出了三項優(yōu)化改進方案，為CFD理論在倉儲行業(yè)的實際應用提供理論基礎和技術指導。
　　1.稻谷物性參數(shù)及水分擴散動力特性的研究
　　對不同水分的稻谷物性參數(shù)進行研究分析，同時根據(jù)薄層干燥實驗確定稻谷自由水擴散動力參數(shù)

3、。當對流空氣溫度越高、風速越快時，對應的稻谷水分變化速率越快，與此同時籽粒的有效水分擴散系數(shù)越大，數(shù)量級為10-12m2/s。
　　2.稻谷堆傳熱傳質模型的建立與求解
　　將稻谷堆視為均勻孔隙率的多孔介質區(qū)域，基于傳熱傳質原理和FVM理論，構建三維立體式機械通風傳熱傳質模型，并結合編程模塊實現(xiàn)描述稻谷堆機械通風過程中的水分、溫度耦合傳遞機理。此外，利用CFD商用軟件進行稻谷堆機械通風過程的能量、動量、質量偏微分方程組求解，得

4、出該工況條件下稻谷倉內(nèi)溫度場、水分場的分布及變化情況。
　　3.稻谷堆機械通風模擬與實倉實驗變化的對比
　　模擬與實際儲糧機械通風結果均證實通風過程存在水分、溫度梯度，并得出通風過程中的稻谷堆內(nèi)部熱量和水分變化規(guī)律。對比模擬值與實倉實驗值得出，稻谷堆內(nèi)部溫度模擬值與實際值相差最大低于0.8 ℃，水分相差最大為0.5％；整倉中心區(qū)域的模擬更為精確，最大相差0.5 ℃。
　　4.基于CFD的高大平房倉不同機械通風降溫模式的

5、對比
　　在原有儲糧機械通風系統(tǒng)及仿真模擬的基礎上，分別提出了地上籠延長式、地上籠-插管聯(lián)合式、雙層地上籠通風模式的CFD模型。模擬了在原有實倉機械通風初始條件下，三種新型通風方式的糧堆降溫效果均勻性，得出了雙層地上籠通風模式下，高大平房倉在通風30h后的糧堆溫度變化均勻性相對最好、通風效果相對最佳。
　　通過對儲糧機械通風構建合理的質量、能量、動量傳遞方程，并引入CFD仿真模擬，可以更為直接的分析實際通風過程產(chǎn)生的溫度、水