高大平房倉儲糧機(jī)械通風(fēng)過程仿真模擬與優(yōu)化.pdf

1、儲糧機(jī)械通風(fēng)作為我國糧食倉儲的一項(xiàng)重要科學(xué)技術(shù)，是維持稻谷安全儲藏和避免產(chǎn)后損失的一項(xiàng)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(jī)械通風(fēng)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(jī)等設(shè)備的利用，也是響應(yīng)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(zhì)傳熱傳質(zhì)理論基礎(chǔ)，采用CFD（Computational Fluid Dynamics）商用軟件Flue

2、nt14.0構(gòu)建相應(yīng)的機(jī)械通風(fēng)實(shí)倉模型進(jìn)行數(shù)值模擬并與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合。通過對CFD模型模擬結(jié)果與實(shí)際實(shí)倉通風(fēng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對，探討多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)模型構(gòu)造的合理性和精確性，與此同時，在原有的儲糧機(jī)械通風(fēng)管道排布基礎(chǔ)上提出了三項(xiàng)優(yōu)化改進(jìn)方案，為CFD理論在倉儲行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)指導(dǎo)。
　　1.稻谷物性參數(shù)及水分?jǐn)U散動力特性的研究
　　對不同水分的稻谷物性參數(shù)進(jìn)行研究分析，同時根據(jù)薄層干燥實(shí)驗(yàn)確定稻谷自由水?dāng)U散動力參數(shù)

3、。當(dāng)對流空氣溫度越高、風(fēng)速越快時，對應(yīng)的稻谷水分變化速率越快，與此同時籽粒的有效水分?jǐn)U散系數(shù)越大，數(shù)量級為10-12m2/s。
　　2.稻谷堆傳熱傳質(zhì)模型的建立與求解
　　將稻谷堆視為均勻孔隙率的多孔介質(zhì)區(qū)域，基于傳熱傳質(zhì)原理和FVM理論，構(gòu)建三維立體式機(jī)械通風(fēng)傳熱傳質(zhì)模型，并結(jié)合編程模塊實(shí)現(xiàn)描述稻谷堆機(jī)械通風(fēng)過程中的水分、溫度耦合傳遞機(jī)理。此外，利用CFD商用軟件進(jìn)行稻谷堆機(jī)械通風(fēng)過程的能量、動量、質(zhì)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(jī)械通風(fēng)模擬與實(shí)倉實(shí)驗(yàn)變化的對比
　　模擬與實(shí)際儲糧機(jī)械通風(fēng)結(jié)果均證實(shí)通風(fēng)過程存在水分、溫度梯度，并得出通風(fēng)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(shí)倉實(shí)驗(yàn)值得出，稻谷堆內(nèi)部溫度模擬值與實(shí)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(jī)械通風(fēng)降溫模式的

5、對比
　　在原有儲糧機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)及仿真模擬的基礎(chǔ)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(fēng)模式的CFD模型。模擬了在原有實(shí)倉機(jī)械通風(fēng)初始條件下，三種新型通風(fēng)方式的糧堆降溫效果均勻性，得出了雙層地上籠通風(fēng)模式下，高大平房倉在通風(fēng)30h后的糧堆溫度變化均勻性相對最好、通風(fēng)效果相對最佳。
　　通過對儲糧機(jī)械通風(fēng)構(gòu)建合理的質(zhì)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(shí)際通風(fēng)過程產(chǎn)生的溫度、水