高大平房倉(cāng)儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)過(guò)程仿真模擬與優(yōu)化.pdf

1、儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)作為我國(guó)糧食倉(cāng)儲(chǔ)的一項(xiàng)重要科學(xué)技術(shù)，是維持稻谷安全儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)備糧倉(cāng)周?chē)牡蜏乜諝猓梢詼p少對(duì)谷物制冷機(jī)等設(shè)備的利用，也是響應(yīng)節(jié)約型社會(huì)、環(huán)境友好型社會(huì)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(cāng)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(guò)對(duì)CFD模型模擬結(jié)果與實(shí)際實(shí)倉(cāng)通風(fēng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對(duì)，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(shí)，在原有的儲(chǔ)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(cāng)儲(chǔ)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(dòng)力特性的研究
　　對(duì)不同水分的稻谷物性參數(shù)進(jìn)行研究分析，同時(shí)根據(jù)薄層干燥實(shí)驗(yàn)確定稻谷自由水?dāng)U散動(dòng)力參數(shù)

3、。當(dāng)對(duì)流空氣溫度越高、風(fēng)速越快時(shí)，對(duì)應(yīng)的稻谷水分變化速率越快，與此同時(shí)籽粒的有效水分?jǐn)U散系數(shù)越大，數(shù)量級(jí)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(guò)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(guò)程的能量、動(dòng)量、質(zhì)量偏微分方程組求解，得

4、出該工況條件下稻谷倉(cāng)內(nèi)溫度場(chǎng)、水分場(chǎng)的分布及變化情況。
　　3.稻谷堆機(jī)械通風(fēng)模擬與實(shí)倉(cāng)實(shí)驗(yàn)變化的對(duì)比
　　模擬與實(shí)際儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)結(jié)果均證實(shí)通風(fēng)過(guò)程存在水分、溫度梯度，并得出通風(fēng)過(guò)程中的稻谷堆內(nèi)部熱量和水分變化規(guī)律。對(duì)比模擬值與實(shí)倉(cāng)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(cāng)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(cāng)不同機(jī)械通風(fēng)降溫模式的

5、對(duì)比
　　在原有儲(chǔ)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(zhǎng)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(cāng)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(cāng)在通風(fēng)30h后的糧堆溫度變化均勻性相對(duì)最好、通風(fēng)效果相對(duì)最佳。
　　通過(guò)對(duì)儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)構(gòu)建合理的質(zhì)量、能量、動(dòng)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(guò)程產(chǎn)生的溫度、水