橫向通風(fēng)系統(tǒng)充氮?dú)庹{(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(dǎo)倉型為平房倉。為了解決平房倉進(jìn)出倉機(jī)械化作業(yè)難題，國家糧科院對平房倉的通風(fēng)模式進(jìn)行了重大改進(jìn)，將傳統(tǒng)的豎向正壓通風(fēng)模式改為橫向負(fù)壓通風(fēng)模式，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)道上墻、騰空地面、方便機(jī)械作業(yè)的目標(biāo)。采用基于橫向通風(fēng)技術(shù)，進(jìn)一步開發(fā)了環(huán)流充氮?dú)庹{(diào)技術(shù)，該技術(shù)可以實(shí)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(yàn)和真實(shí)體系示范驗(yàn)證。前者時間較短但與實(shí)際情況有一定差距，后者結(jié)果真實(shí)但驗(yàn)證時間較長且費(fèi)用高。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)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(shí)際的特點(diǎn)。
　　本文基于機(jī)械通風(fēng)儲糧理論、多孔介質(zhì)傳質(zhì)理論以及計(jì)算流體動力(ComputationalFluid Dynamics，簡稱CFD)等理論基礎(chǔ)，采用真實(shí)體系示范驗(yàn)證和計(jì)算機(jī)模擬工程仿真技術(shù)，利用前者驗(yàn)

3、證后者的準(zhǔn)確性，采用后者對工藝進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化，對某國家糧食儲備庫的高大平房倉糧食充氮?dú)庹{(diào)工藝進(jìn)行評價(jià)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對氣調(diào)過程中糧堆內(nèi)部氮?dú)鉂舛葦U(kuò)散規(guī)律進(jìn)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(fēng)系統(tǒng)的組成，詳細(xì)論述了橫向通風(fēng)系統(tǒng)充氮?dú)庹{(diào)工藝實(shí)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(jìn)行了實(shí)地測試，并對實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。
　　選取長度方向上

4、的對稱面為計(jì)算區(qū)域，建立了該糧庫的二維模型，對充氮?dú)庹{(diào)工藝中氮?dú)鉂舛葦U(kuò)散規(guī)律進(jìn)行了模擬研究。并將數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，驗(yàn)證了數(shù)值模型的正確性。在此基礎(chǔ)上，建立真實(shí)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(jìn)行模擬計(jì)算，得到了工藝過程中糧堆內(nèi)部氮?dú)鉂舛葦U(kuò)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(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算結(jié)果的正確性和準(zhǔn)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(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行充氮?dú)庹{(diào)，整個糧堆中氮?dú)獾臐舛染浅＞鶆?，可以提供低氧的綠色儲藏環(huán)境。
　　隨著計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)的快速發(fā)展，糧食儲藏領(lǐng)域應(yīng)用計(jì)算機(jī)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(fēng)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(dǎo)。該項(xiàng)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(jì)效益、保證國家糧食