倉儲環(huán)境下稻谷裂紋的生成與擴展機理.pdf

1、近年來倉儲作業(yè)中的谷物損傷問題日益突出，嚴重制約了我國綠色儲糧技術(shù)的發(fā)展。論文以稻谷聚集體為研究對象，通過對谷物裂紋生成與擴展機理的系統(tǒng)研究，探明了倉儲過程中與稻谷裂紋產(chǎn)生相關(guān)的因果變量間的內(nèi)在聯(lián)系，以期為倉儲工藝的優(yōu)化提供必要的理論支撐。主要工作內(nèi)容如下：
　　 ⑴利用多分子層吸附理論、多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)理論及應力學說并結(jié)合相關(guān)實驗分析了溫濕度對稻谷吸濕過程和稻谷吸濕裂紋產(chǎn)生的影響。結(jié)果如下：對于長時間的吸濕過程而言，空氣相對濕

2、度變化對稻谷整個吸濕過程均有影響，而空氣溫度變化只對稻谷的表層吸濕影響顯著；空氣相對濕度越大，空氣溫度越高，稻谷吸濕裂紋形成的越快，原因在于稻谷籽粒的分層吸濕加劇了谷粒內(nèi)部的不均勻膨脹。
　　 ⑵以單裂率、雙裂率及龜裂率間增長趨勢的差異為指標試驗研究了裂紋形成機制隨吸濕時間的變化規(guī)律，并針對堊白這種谷粒內(nèi)典型的微裂紋形式，分析了其在不同熱力學環(huán)境下對裂紋生成與擴展的影響，結(jié)果表明：稻谷吸濕過程的前期，拉應力機制處于主導裂紋形成的

3、地位，吸濕后期，微裂紋機制處于主導地位，兩者間存在一個過渡階段，在過渡階段，所有影響因素的作用均會被削弱。
　　 ⑶將稻谷裂紋的生成看作籽粒內(nèi)微缺陷擴展而成，建立了裂紋擴展分形模型，給出了分形模型背景下裂紋擴展的判據(jù)，推導出吸濕情況下斷裂面的表面能，分析了分形模型的動力學特性。結(jié)果表明：吸濕性裂紋擴展路徑通過淀粉顆粒，且宏觀擴展方向受分形效應影響；在吸濕膨脹且未進入玻璃態(tài)的情況下，淀粉對稻谷抗裂能力影響的本質(zhì)是淀粉平均相對分子質(zhì)

4、量 存在差異。
　　 ⑷將稻谷靜態(tài)倉儲的裂紋增值過程劃分為兩個時段：準靜態(tài)倉儲階段和機械通風階段，基于薄層谷物概念建立了相應的ANFIS映射關(guān)系；為確定薄層模型的輸入變量，將顆粒堆放結(jié)構(gòu)視為一種非固結(jié)多孔介質(zhì)孔道網(wǎng)絡，分析了孔道網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的力學特性，并結(jié)合多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)理論導出了谷物系統(tǒng)熱質(zhì)傳遞模型；最后，給出了靜置緩釋特性方程及空氣經(jīng)風機加熱的溫濕度變化。
　　 ⑸從谷粒裂紋量化程度的角度對國內(nèi)外關(guān)于稻谷裂紋的研究進行