仓储内生物质多孔介质呼吸过程热湿耦合特性研究

发布时间：2020-04-25 03:08

【摘要】：国家的发展以及人们的生产和生活离不开粮食,粮食安全储藏十分重要。粮仓本身又可以看作小型生态群落,里面包含害虫、霉菌、微生物的生存、繁殖以及仓外外部环境、仓内粮堆的呼吸作用以及粮堆的吸湿解吸湿特性共同决定。当仓外外部环境过高,粮仓水蒸气含量上升,会致使粮食颗粒呼吸作用加快,致使粮堆局部区域温湿度上升,导致害虫、霉菌大量繁殖,损害粮食品质。为保证粮食的安全储藏,可以先控制好空气介质的温度和湿度,然后通过通风的方式对粮堆的温度和水分进行控制。本文研究了通风过程中粮堆传热传质的规律。文章通过理论分析、数值仿真和试验验证的方式,以生物质多孔介质为探究对象,探究了在冷却干燥通风过程中考虑呼吸过程并具有吸湿解吸湿特性粮堆内部的热湿耦合过程,研究粮食颗粒温度和水分的变化规律,主要研究内容如下:首先,介绍了仓储谷物颗粒传热传质海外的研究近况,分为传热传质背景和传热传质模型两部分,以及国内的研究现状,分析了国内外的不同的研究方向和手段;并介绍了仓储粮堆通风的一些理论基础知识。其次,以多孔介质传热传质理论为基础,考虑粮食颗粒的呼吸作用和吸湿特性的条件下,建立起仓储内生物质多孔介质传热传质的数学模型。再次,以平房仓为研究目标,确立二维物理模型,对其横向通风方式进行模拟,得到了通风12天的粮堆平均温度数据,沈邦灶等人以相同条件做了试验,对模拟数据和试验数据进行了对比,模拟数据和试验数据变化趋势相符,对模型进行了初步验证;将高大平房仓为研究目标,建立三维物理模型,对其“U”型风道竖向通风方式进行仿真,得到了通风140小时的粮堆平均温度和平均湿度数据,周新龙、罗先安等人以相同条件做了试验,模拟数据和试验数据了对比,模拟温度和湿度的变化规律和试验数据基本吻合,模型的准确讲进一步的到了验证。最后,选取平房仓,其风道为“非”字型,其通风方式为竖向通风,对其进行数值仿真,对不相同条件下通风作业中粮食颗粒传热传质过程进行模拟,得到了不同条件下谷物的温度变化和水分迁移云图,探究了粮堆不相同条件下传热传质的规律。
【图文】：

压入式通风,上行式

图２．５压入与吸出相结合式通风逡逑２．４．３气流方向逡逑根据气流方向的差别，机械通风分为所建立的模型均为上行式通风逡逑上行式通风指外部气体从谷物底部进风。逡逑下行式通风是指外部气体从粮堆上部风道排出粮仓的通风。逡逑横流式通风是指外部气体从粮堆一侧１２逡逑

吸出,气流方向,压入,上行式

…１１１１邋１逡逑图２．２地上笼通风系统逡逑２．４．２送风方式逡逑仓储机械通风的送风方法有压入式通风、吸出式通风和压入与吸出相结合式通风逡逑ｔｔｔｔｔｔＬ邋ＩｌｉｌｉｕＬ逡逑图２．３压入式通风逦图２．４吸出式通风逡逑图２．５压入与吸出相结合式通风逡逑２．４．３气流方向逡逑根据气流方向的差别，机械通风分为上行式通风、下形式通风和横流式通风。本文逡逑所建立的模型均为上行式通风逡逑上行式通风指外部气体从谷物底部进入谷物向上流动，穿过谷物后流出粮仓的通逡逑风。逡逑下行式通风是指外部气体从粮堆上部界面进入并向下流动，最终迎过粮堆底部的通逡逑风道排出粮仓的通风。逡逑横流式通风是指外部气体从粮堆一侧通入粮堆，并横向通过整个粮堆到达另一侧，，逡逑１２逡逑
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S379

【参考文献】