高大平房仓储粮机械通风过程仿真模拟与优化
发布时间：2023-01-11 05:09
储粮机械通风作为我国粮食仓储的一项重要科学技术,是维持稻谷安全储藏和避免产后损失的一项重要保管手段。温度、水分是影响粮堆储藏稳定性能的最为重要的因素之一,因此引入机械通风手段控制稻谷堆内部温度、水分很有必要。充分利用储备粮仓周围的低温空气,可以减少对谷物制冷机等设备的利用,也是响应节约型社会、环境友好型社会的重要措施。本文基于多孔介质传热传质理论基础,采用CFD（Computational Fluid Dynamics）商用软件Fluent 14.0构建相应的机械通风实仓模型进行数值模拟并与实验验证相结合。通过对CFD模型模拟结果与实际实仓通风实验结果比对,探讨多孔介质传热传质模型构造的合理性和精确性,与此同时,在原有的储粮机械通风管道排布基础上提出了三项优化改进方案,为CFD理论在仓储行业的实际应用提供理论基础和技术指导。1.稻谷物性参数及水分扩散动力特性的研究对不同水分的稻谷物性参数进行研究分析,同时根据薄层干燥实验确定稻谷自由水扩散动力参数。当对流空气温度越高、风速越快时,对应的稻谷水分变化速率越快,与此同时籽粒的有效水分扩散系数越大,数量级为10-12 m2/s。2.稻谷堆传热...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 研究内容
第二章 稻谷堆CFD理论基础及模型的建立
2.1 CFD理论基础
2.1.1 多孔介质模型
2.1.2 流体运动模型
2.2 模型选择
2.2.1 耦合算法求解
2.2.2 边界条件筛选
2.3 耦合传递模型
2.3.1 质量传递方程
2.3.2 能量传递方程
2.3.3 动量传递方程
2.4 本章小结
第三章 高大平房仓稻谷堆机械通风特性研究
3.1 材料与方法
3.1.1 实验仓房及材料
3.1.2 实仓通风系统及粮情监测系统
3.1.3 测温点排布示意图
3.1.4 主要仪器
3.1.5 实验方法
3.1.6 数据处理及分析
3.2 结果与讨论
3.2.1 机械通风过程中通风入口温湿度变化规律
3.2.2 粮层温度变化规律
3.2.3 粮层水分变化规律
3.2.4 稻谷品质变化规律
3.2.5 稻谷水分扩散系数的研究
3.3 本章小结
第四章 高大平房仓储粮机械通风CFD模拟
4.1 实仓物理模型
4.1.1 网格划分
4.1.2 粮食特性
4.1.3 初始条件
4.1.4 模拟步骤
4.1.5 数据分析
4.2 结果与讨论
4.2.1 CFD模拟稻谷堆温度变化规律
4.2.2 通风过程中稻谷堆温度分布规律
4.2.3 通风过程中稻谷堆水分变化
4.3 本章小结
第五章 基于CFD模拟的高大平房仓储粮机械通风系统的优化
5.1 实仓优化模型
5.1.1 地上笼通风延长式
5.1.2 地上笼-插管式联合式
5.1.3 双层地上笼式
5.1.4 数据处理与分析
5.2 模拟结果与分析
5.2.1 稻谷堆温度变化规律
5.2.2 稻谷堆温度分布规律
5.3 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 不足和建议
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]粮堆内热湿耦合传递数值模拟与试验验证[J]. 陈桂香,岳龙飞,林淼达,张虎. 中国粮油学报. 2014(01)
[3]流化床和薄层热风干燥对稻谷品质的影响[J]. 万忠民,马佳佳,鞠兴荣,许进田,张荣广. 食品科学. 2014(06)
[4]稻谷热风与真空干燥特性及其加工品质的对比研究[J]. 张玉荣,刘诺阳,周显青. 粮食与饲料工业. 2012(04)
[5]仓储粮堆温度场CFD模拟应用研究[J]. 彭威,张忠杰,任广跃,吴子丹. 粮油食品科技. 2011(06)
[6]利用CAE方程调控我国稻谷仓库通风[J]. 吴子丹,李兴军. 中国粮油学报. 2011(02)
[7]准静态仓储粮堆温度场的CFD模拟[J]. 张忠杰,李琼,杨德勇,汪喜波,谢刚,曹阳,吴子丹. 中国粮油学报. 2010(04)
[8]储粮机械通风中若干问题的探讨[J]. 杨国峰,江燮云. 食品科学. 2008(08)
[9]移动组合立体通风就仓干燥高水分稻谷试验[J]. 兰盛斌,付鹏程,王双林,左进良,黄培,杨毓鹏. 粮食储藏. 2004(06)
[10]谷物干燥研究中的模糊数学方法[J]. 戴天红,曹崇文. 农业工程学报. 1996(03)
博士论文
[1]稻谷过热蒸汽干燥过程中的力学及干燥动力学特性研究[D]. 黄小丽.中国农业大学 2014
[2]稻米储藏陈化作用机理及调控的研究[D]. 谢宏.沈阳农业大学 2007
硕士论文
[1]储粮机械通风过程中的控制方法研究[D]. 吕俊.北京邮电大学 2014
[2]储粮机械通风技术拓展研究[D]. 丁超.南京财经大学 2010
本文编号：3729466
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 研究内容
第二章 稻谷堆CFD理论基础及模型的建立
2.1 CFD理论基础
2.1.1 多孔介质模型
2.1.2 流体运动模型
2.2 模型选择
2.2.1 耦合算法求解
2.2.2 边界条件筛选
2.3 耦合传递模型
2.3.1 质量传递方程
2.3.2 能量传递方程
2.3.3 动量传递方程
2.4 本章小结
第三章 高大平房仓稻谷堆机械通风特性研究
3.1 材料与方法
3.1.1 实验仓房及材料
3.1.2 实仓通风系统及粮情监测系统
3.1.3 测温点排布示意图
3.1.4 主要仪器
3.1.5 实验方法
3.1.6 数据处理及分析
3.2 结果与讨论
3.2.1 机械通风过程中通风入口温湿度变化规律
3.2.2 粮层温度变化规律
3.2.3 粮层水分变化规律
3.2.4 稻谷品质变化规律
3.2.5 稻谷水分扩散系数的研究
3.3 本章小结
第四章 高大平房仓储粮机械通风CFD模拟
4.1 实仓物理模型
4.1.1 网格划分
4.1.2 粮食特性
4.1.3 初始条件
4.1.4 模拟步骤
4.1.5 数据分析
4.2 结果与讨论
4.2.1 CFD模拟稻谷堆温度变化规律
4.2.2 通风过程中稻谷堆温度分布规律
4.2.3 通风过程中稻谷堆水分变化
4.3 本章小结
第五章 基于CFD模拟的高大平房仓储粮机械通风系统的优化
5.1 实仓优化模型
5.1.1 地上笼通风延长式
5.1.2 地上笼-插管式联合式
5.1.3 双层地上笼式
5.1.4 数据处理与分析
5.2 模拟结果与分析
5.2.1 稻谷堆温度变化规律
5.2.2 稻谷堆温度分布规律
5.3 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 不足和建议
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]粮堆内热湿耦合传递数值模拟与试验验证[J]. 陈桂香,岳龙飞,林淼达,张虎. 中国粮油学报. 2014(01)
[3]流化床和薄层热风干燥对稻谷品质的影响[J]. 万忠民,马佳佳,鞠兴荣,许进田,张荣广. 食品科学. 2014(06)
[4]稻谷热风与真空干燥特性及其加工品质的对比研究[J]. 张玉荣,刘诺阳,周显青. 粮食与饲料工业. 2012(04)
[5]仓储粮堆温度场CFD模拟应用研究[J]. 彭威,张忠杰,任广跃,吴子丹. 粮油食品科技. 2011(06)
[6]利用CAE方程调控我国稻谷仓库通风[J]. 吴子丹,李兴军. 中国粮油学报. 2011(02)
[7]准静态仓储粮堆温度场的CFD模拟[J]. 张忠杰,李琼,杨德勇,汪喜波,谢刚,曹阳,吴子丹. 中国粮油学报. 2010(04)
[8]储粮机械通风中若干问题的探讨[J]. 杨国峰,江燮云. 食品科学. 2008(08)
[9]移动组合立体通风就仓干燥高水分稻谷试验[J]. 兰盛斌,付鹏程,王双林,左进良,黄培,杨毓鹏. 粮食储藏. 2004(06)
[10]谷物干燥研究中的模糊数学方法[J]. 戴天红,曹崇文. 农业工程学报. 1996(03)
博士论文
[1]稻谷过热蒸汽干燥过程中的力学及干燥动力学特性研究[D]. 黄小丽.中国农业大学 2014
[2]稻米储藏陈化作用机理及调控的研究[D]. 谢宏.沈阳农业大学 2007
硕士论文
[1]储粮机械通风过程中的控制方法研究[D]. 吕俊.北京邮电大学 2014
[2]储粮机械通风技术拓展研究[D]. 丁超.南京财经大学 2010
本文编号：3729466
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