稻谷通風(fēng)阻力數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究.pdf

1、我國是稻谷生產(chǎn)、儲藏及消費(fèi)大國，稻谷儲藏過程中通風(fēng)調(diào)質(zhì)、干燥、降水防潮的重要性不容忽視。由于試驗(yàn)誤差、不同的氣候、地域條件以及國內(nèi)外種植品種的差異，關(guān)于稻谷通風(fēng)阻力的計(jì)算、模擬結(jié)果不精確，進(jìn)而導(dǎo)致通風(fēng)倉風(fēng)機(jī)的選型、管網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，因此有必要對稻谷通風(fēng)阻力及其通風(fēng)阻力變化規(guī)律進(jìn)行更進(jìn)一步的研究。
　　本文基于離散單元法和流體力學(xué)理論，建立了稻谷通風(fēng)阻力數(shù)值模擬模型，采用CFD-DEM耦合模擬了垂直圓管約束中的稻谷顆粒群在不同風(fēng)速

2、及谷層厚度下的通風(fēng)阻力的變化規(guī)律。通過搭建稻谷通風(fēng)阻力試驗(yàn)裝置，對數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，并分析了2個(gè)品種的稻谷在不同因素影響下稻谷通風(fēng)阻力的變化情況。本文完成的主要內(nèi)容如下:
　　(1)建立基于CFD-DEM求解理論的數(shù)學(xué)模型
　　基于離散元法和流體力學(xué)理論，應(yīng)用離散元素法軟件EDEM和計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent建立了稻谷及試驗(yàn)裝置的三維模型，并構(gòu)建了適用于稻谷通風(fēng)阻力數(shù)值模擬的數(shù)學(xué)模型。
　　(2)不同粒型稻

3、谷通風(fēng)阻力數(shù)值模擬
　　采用CFD-DEM耦合模擬了垂直圓管約束中的3個(gè)粒型的稻谷顆粒在不同風(fēng)速及谷層厚度下的通風(fēng)阻力的變化規(guī)律。結(jié)果表明:在谷層厚度為0～2m范圍內(nèi)，谷層阻力隨谷層厚度、表觀風(fēng)速的增加呈非線性遞增;物料筒內(nèi)的谷層阻力呈梯度分布，稻谷的通風(fēng)阻力大小與谷層堆積的密實(shí)程度有關(guān)。不同品種的稻谷在相同條件下谷層阻力變化趨勢相同，通風(fēng)阻力值隨球形度的增加呈先增大后減小的趨勢。
　　(3)數(shù)值模擬結(jié)果試驗(yàn)驗(yàn)證
　　

4、通過搭建稻谷通風(fēng)阻力試驗(yàn)裝置，對基于CFD-DEM的稻谷通風(fēng)阻力數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明:隨著谷層厚度以及表觀風(fēng)速的變化，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)之間存在一定誤差，但兩者谷層阻力整體的變化趨勢一致，說明了基于CFD-DEM方法的稻谷通風(fēng)阻力數(shù)值模擬的可行性，結(jié)果具有一定的參考價(jià)值。
　　(4)稻谷通風(fēng)阻力特性研究
　　以谷層厚度、表觀風(fēng)速、稻谷含水率為試驗(yàn)因素，稻谷的通風(fēng)阻力為試驗(yàn)指標(biāo)，采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)方法對