种子仓储除湿系统的试验与仿真研究

发布时间：2020-04-27 19:41

【摘要】：空气除湿是仓储生产中一个重要课题,应对仓储生产的低湿要求,需要选择适合的除湿技术。为了防止种子霉变失活,本文在总结现有空气除湿技术和种子仓储现状的基础上,提出了种子仓储库除湿系统研究方案,并对系统的除湿方式选择、系统模型、送风管道形式等方面内容开展了研究,主要研究内容包括如下:(1)对现有除湿技术进行了分类,分析不同除湿方法及其装备的工作原理,同时对比各除湿技术的优缺点,列举仓储除湿应用实例,为种子仓库的除湿技术与装备的研究提供了参考。(2)搭建种子仓储库除湿系统试验平台,通过改变温度5℃、15℃、25℃,对制冷除湿方式和转轮除湿方式的除湿效果进行了试验研究。除湿效果通过除湿能力、除湿效率和湿度场均匀性来表征,结果表明25℃环境下制冷除湿方式的除湿效率为0.073g/(kg?h?kJ),湿度场分布的变异系数为6.58%,除湿效果较好。15℃及更低温度下转轮除湿方式的除湿能力是制冷除湿方式的3-6倍,5℃时转轮除湿方式的除湿效率为0.0034g/(kg?h?kJ)是制冷除湿方式的4倍。在低温环境下转轮除湿方式更加适用。(3)针对转轮除湿装备,应用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,基于稀物质传递模型、k-ε湍流模型,建立仓储转轮除湿系统的二维仿真模型。为了得出仓储室内湿度变化及分布规律,对除湿过程中箱内湿度场进行模拟。研究结果表面:送风口和回风口间的聚集的气流流速及压力较大,箱体内湿度分布较为均匀,水蒸气摩尔浓度最高值与最低值仅差0.04mol/m3;设置环境温度为5℃、15℃、25℃,随着温度的升高,除湿速率加快,水蒸气摩尔浓度升高,湿度分布均匀性下降。通过与验证试验对比,试验结果与模拟结果基本吻合,模型较为准确。引入除湿能力和湿度均匀性,25℃时除湿能力最强,5℃时湿度分布最均匀。建立了种子仓储库转轮除湿系统的仿真模型。(4)为提高仓储除湿系统的工作性能,改善仓储环境中相对湿度的均匀性,设计了管道式转轮除湿系统,并对改造后系统的除湿效果进行了测试和分析。增加了管道式干空气通路,气流组织方式由原来的箱体中部送风、底部回风改为管道开孔送风、底部回风。研究了管道位置、管道直径、管道开孔数对除湿效果的影响。当管道位于箱体中部0.65m处、管道直径为40mm、管道开孔数为20个时,该组除湿能力和除湿效率均最优;当管道位于箱体下部0.05m处、管道直径为50mm、管道开孔数为20个时,该组相对湿度分布最均匀。管道开孔数对除湿能力和除湿效率影响均最大,管道位置对湿度均匀性影响最显著。研究结果对仓储除湿系统的优化设计有一定的参考价值。结果表明,种子仓储库除湿系统能够适应在低温环境下除湿的要求,可靠地实现设计要求的除湿功能,建立了种子仓储库转轮除湿系统的仿真模型,并优化了仓库内流场,满足了种子仓储库的湿度调控要求。
【图文】：

技术路线图,仓储库,气流组织形式,技术路线

技术路线图

除湿技术

9图2.1 除湿技术分类2.1.1 冷凝除湿冷凝除湿是利用露点法来进行除湿的，其工作原理是将高湿空气与低于其露点的固体壁面接触，使气态水凝结，再将干冷空气加热排出，从而降低空气湿度。冷源可采用制冷机的制冷剂、半导体、冰水等（方利国，1995）。这是应用最早的除湿方法，在高温高湿环境下较为适合（焦纬洲，2011）。压缩装置一般由制冷系统和送风系统构成，工作原理见图2.2。湿空气由管道到达蒸发器，被冷却至露点以下，，大于饱和含湿量的水汽析出凝结，从而降低含湿量，然后进入再热器吸热升温
【学位授予单位】：华南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S339.34

【参考文献】