房式倉糧堆自然儲藏和機械通風過程中熱濕耦合問題的研究.pdf

1、糧食自然儲藏過程中，由于外界環(huán)境與糧堆內(nèi)部糧食顆粒呼吸作用的共同影響，會導致糧堆局部區(qū)域溫度和水分升高而發(fā)生霉變，造成糧食品質(zhì)下降，危害安全儲糧，故在自然儲藏過程中糧堆內(nèi)的溫度和水分是需要關(guān)注的兩個參數(shù)。同時為保證安全儲糧，就倉機械通風是降低糧堆內(nèi)部溫度和水分的主要技術(shù)手段。
　　本文通過數(shù)值模擬與實驗相結(jié)合的方法，以房式倉稻谷糧堆作為研究對象，重點研究局地氣候條件下房式倉倉儲稻谷（糧堆）在自然儲藏和機械通風過程中熱濕遷移過程，探

2、究在吸濕與解吸濕和呼吸作用等多場耦合作用下的糧堆內(nèi)部溫度和水分變化規(guī)律，為預防房式倉糧堆內(nèi)局部霉變和機械通風提供理論依據(jù)。
　　本課題首先運用宏觀體積法與局部熱平衡原理，從生物性多孔介質(zhì)自然對流傳熱傳質(zhì)的角度，研究分析自然儲藏過程中糧堆內(nèi)部流場、溫度場、水分場的耦合作用機理，同時分析機械通風過程中糧堆內(nèi)部溫度和水分變化情況，建立了倉儲糧堆內(nèi)部空氣流動及熱濕耦合傳遞的數(shù)學模型，并且開展了1m3的小尺度實驗倉的儲糧實驗研究，對比分析了

3、數(shù)值模擬和實測結(jié)果，驗證了數(shù)學模型的合理性。然后以選取的兩個不同地區(qū)房式倉中儲藏的稻谷為研究對象，開展了數(shù)值模擬和實測研究。數(shù)值模擬中以局地逐日倉外大氣溫濕度和太陽輻射的平均值作為邊界條件，選取實倉糧情系統(tǒng)測試溫度和水分作為初始條件，對其自然儲藏和機械通風過程中溫度和水分的變化規(guī)律進行數(shù)值模擬。同時，利用糧倉中的溫度傳感器，測定稻谷自然儲藏及機械通風過程中糧堆的溫度，并深入分析了稻谷自然儲藏及機械通風過程中糧堆內(nèi)部熱濕傳遞規(guī)律及溫度和水

4、分的變化規(guī)律，分析比較了數(shù)值模擬與實測結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)：在自然儲藏過程中，外界環(huán)境主要影響房式倉糧堆靠近墻壁以及糧面附近一定區(qū)域處的溫度，其影響是緩慢而長期的過程，進而導致糧堆內(nèi)溫度隨著外界環(huán)境氣溫波動和因透過糧倉圍護結(jié)構(gòu)傳遞熱量而產(chǎn)生溫度遲滯；糧食的呼吸作用會導致糧堆內(nèi)部溫度緩慢上升；在夏季時，糧面處溫度水分較高，極易產(chǎn)生霉變，在冬季時，南墻側(cè)糧面附近會產(chǎn)生溫度奇點，進而危害儲糧安全；就倉機械通風能有效降低糧堆溫度，降低糧堆內(nèi)部溫度梯度