基于COMSOL的平房仓散装小麦粮堆热湿耦合数值模拟
发布时间：2021-02-15 22:45
我国每年粮食总产量高达5亿吨,粮仓内害虫、粮堆发热和谷物霉变是引起贮藏过程中粮食损失的主要原因。粮堆内的温度和水分是影响谷物霉变、粮堆发热和仓内害虫的重要因素。为了更好的实现安全储粮,本文选取小麦为研究对象,采用有限元多场耦合软件COMSOL Multiphysics,研究了散装小麦粮堆试验仓静态储藏条件下的微气流、温湿度分布规律,研究了高大平房仓散装小麦粮堆在冷却干燥通风过程中的温湿度及水分变化规律。本文的主要研究工作如下:（1）确定了小麦粮堆和湿空气的基本参数,利用自主设计粮堆压力-孔隙率试验装置,重点研究了散装小麦粮堆在不同压力下的孔隙率。通过试验研究,得到了小麦粮堆孔隙率随所施加压力的变化规律,并建立了小麦粮堆的压力-孔隙率函数模型。将建立的小麦粮堆压力-孔隙率函数模型应用于小麦粮堆试验仓静态储藏过程和高大平房仓散装小麦粮堆冷却干燥通风过程的数值模拟研究。（2）根据质量守恒、能量守恒和动量守恒定律,确立了散装小麦粮堆静态储藏过程和高大平房仓冷却干燥通风过程的热湿耦合传递数学模型。（3）根据确立的静态储藏数学模型,开展了散装小麦粮堆试验仓静态储藏过程热湿耦合传递过程的数值模拟研究...
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小麦粮堆压力与孔隙率试验结果
图 2-3 小麦粮堆压力与孔隙率的拟合曲线分析 分析可知，小麦粮堆的压力与孔隙率的关系规律符合上述公式（知，小麦粮堆的压力-孔隙率函数关系的拟合度分别为 0.998，拟特征较为明显。将小麦粮堆的压力与孔隙率反比例拟合的相关参表 2-4 小麦粮堆样品各级压力下的孔隙率拟合参数反比例拟合压力-孔隙率模型bcp a 粮种拟合参数a b c小麦 15.552 1.769 0.302 及表 2-4 可见，小麦粮堆的压力与孔隙率关系符合该反比例压力模型能较为准确的解释小麦粮堆在不同压力或堆高下的孔隙率分仓的通风系统来说具有重要的意义。
图 2-5 中垂面 X=2.761m 距仓底不同高度处小麦粮堆孔隙率分布图 2-6 中垂面 Y=4.107m 距仓底不同高度处小麦粮堆孔隙率分布 2-6、图 2-7 可知：是 Y 向中心线上的小麦粮堆孔隙率分布都具有一定的对称粮荷载都具有轴对称性，导致粮堆压力场分布具有对称性，
【参考文献】：
期刊论文
[1]仓型尺寸对大堆高散装粮堆空间应力场影响的数值模拟研究[J]. 陈桂香,刘超赛,郑德乾,张达,陈家豪. 河南工业大学学报(自然科学版). 2018(05)
[2]储粮生态系统数学模型和数值模拟研究进展[J]. 王远成,吴子丹,李福君,曹阳,张忠杰,赵会义. 中国粮油学报. 2016(10)
[3]仓储粮堆内热湿耦合传递的数值模拟研究[J]. 王远成,白忠权,张中涛,亓伟. 中国粮油学报. 2015(11)
[4]横向通风过程中粮堆内热湿耦合前沿规律研究[J]. 高帅,王远成,邱化禹,杨君. 粮食储藏. 2015(04)
[5]多孔介质热质传递国外研究进展[J]. 宋明启,王志国. 低温建筑技术. 2015(07)
[6]热湿耦合场模拟在粮情监测中应用的理论研究[J]. 卢山,李杰,张明利. 现代农业科技. 2015(10)
[7]通风过程中粮堆内热湿传递及霉变预测CFD研究[J]. 陈桂香,王海涛,张虎. 中国粮油学报. 2015(07)
[8]平房仓横向谷冷通风小麦粮堆传热传质数值模拟[J]. 高帅,王远成,赵会义,石天玉,邱化禹,杨君,魏雷. 粮油食品科技. 2015(S1)
[9]粮仓内水分和温度变化的数值模拟分析[J]. 张中涛,王远成,亓伟,马金剑. 粮油食品科技. 2014(06)
[10]考虑谷物呼吸的仓储粮堆热湿耦合传递研究[J]. 亓伟,王远成,白忠权,张中涛. 粮食储藏. 2014(05)
博士论文
[1]小麦粮堆多场耦合模型及结露预测研究[D]. 尹君.吉林大学 2015
[2]仓储粮堆湿热传递过程的数值模拟与试验研究[D]. 王振华.中国农业大学 2014
硕士论文
[1]非人工干预条件下玉米粮堆湿热场数值模拟及其规律研究[D]. 马春云.沈阳师范大学 2017
[2]垂直和横向通风过程中粮堆内热湿耦合前沿规律的分析研究[D]. 高帅.山东建筑大学 2016
[3]圆形地下钢筋混凝土粮仓散装储粮环境基于CFD的温度场模拟与研究[D]. 殷鹏.河南工业大学 2015
[4]具有吸湿和呼吸特性的仓储粮堆内热湿耦合传递规律的研究[D]. 张中涛.山东建筑大学 2015
[5]钢筋混凝土地下粮仓储粮生态环境研究[D]. 岳龙飞.河南工业大学 2014
[6]吸湿性仓储粮堆内热湿耦合传递规律的研究[D]. 白忠权.山东建筑大学 2013
[7]油藏多孔介质中传热数值模拟[D]. 郭涛.大庆石油学院 2009
本文编号：3035660
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小麦粮堆压力与孔隙率试验结果
图 2-3 小麦粮堆压力与孔隙率的拟合曲线分析 分析可知，小麦粮堆的压力与孔隙率的关系规律符合上述公式（知，小麦粮堆的压力-孔隙率函数关系的拟合度分别为 0.998，拟特征较为明显。将小麦粮堆的压力与孔隙率反比例拟合的相关参表 2-4 小麦粮堆样品各级压力下的孔隙率拟合参数反比例拟合压力-孔隙率模型bcp a 粮种拟合参数a b c小麦 15.552 1.769 0.302 及表 2-4 可见，小麦粮堆的压力与孔隙率关系符合该反比例压力模型能较为准确的解释小麦粮堆在不同压力或堆高下的孔隙率分仓的通风系统来说具有重要的意义。
图 2-5 中垂面 X=2.761m 距仓底不同高度处小麦粮堆孔隙率分布图 2-6 中垂面 Y=4.107m 距仓底不同高度处小麦粮堆孔隙率分布 2-6、图 2-7 可知：是 Y 向中心线上的小麦粮堆孔隙率分布都具有一定的对称粮荷载都具有轴对称性，导致粮堆压力场分布具有对称性，
【参考文献】：
期刊论文
[1]仓型尺寸对大堆高散装粮堆空间应力场影响的数值模拟研究[J]. 陈桂香,刘超赛,郑德乾,张达,陈家豪. 河南工业大学学报(自然科学版). 2018(05)
[2]储粮生态系统数学模型和数值模拟研究进展[J]. 王远成,吴子丹,李福君,曹阳,张忠杰,赵会义. 中国粮油学报. 2016(10)
[3]仓储粮堆内热湿耦合传递的数值模拟研究[J]. 王远成,白忠权,张中涛,亓伟. 中国粮油学报. 2015(11)
[4]横向通风过程中粮堆内热湿耦合前沿规律研究[J]. 高帅,王远成,邱化禹,杨君. 粮食储藏. 2015(04)
[5]多孔介质热质传递国外研究进展[J]. 宋明启,王志国. 低温建筑技术. 2015(07)
[6]热湿耦合场模拟在粮情监测中应用的理论研究[J]. 卢山,李杰,张明利. 现代农业科技. 2015(10)
[7]通风过程中粮堆内热湿传递及霉变预测CFD研究[J]. 陈桂香,王海涛,张虎. 中国粮油学报. 2015(07)
[8]平房仓横向谷冷通风小麦粮堆传热传质数值模拟[J]. 高帅,王远成,赵会义,石天玉,邱化禹,杨君,魏雷. 粮油食品科技. 2015(S1)
[9]粮仓内水分和温度变化的数值模拟分析[J]. 张中涛,王远成,亓伟,马金剑. 粮油食品科技. 2014(06)
[10]考虑谷物呼吸的仓储粮堆热湿耦合传递研究[J]. 亓伟,王远成,白忠权,张中涛. 粮食储藏. 2014(05)
博士论文
[1]小麦粮堆多场耦合模型及结露预测研究[D]. 尹君.吉林大学 2015
[2]仓储粮堆湿热传递过程的数值模拟与试验研究[D]. 王振华.中国农业大学 2014
硕士论文
[1]非人工干预条件下玉米粮堆湿热场数值模拟及其规律研究[D]. 马春云.沈阳师范大学 2017
[2]垂直和横向通风过程中粮堆内热湿耦合前沿规律的分析研究[D]. 高帅.山东建筑大学 2016
[3]圆形地下钢筋混凝土粮仓散装储粮环境基于CFD的温度场模拟与研究[D]. 殷鹏.河南工业大学 2015
[4]具有吸湿和呼吸特性的仓储粮堆内热湿耦合传递规律的研究[D]. 张中涛.山东建筑大学 2015
[5]钢筋混凝土地下粮仓储粮生态环境研究[D]. 岳龙飞.河南工业大学 2014
[6]吸湿性仓储粮堆内热湿耦合传递规律的研究[D]. 白忠权.山东建筑大学 2013
[7]油藏多孔介质中传热数值模拟[D]. 郭涛.大庆石油学院 2009
本文编号：3035660
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