發(fā)布時間：2020-10-31 20:35

　　 糧食問題是世界性問題,改革開放以來我國成功地解決了十幾億人口的吃飯問題,取得了舉世矚目的成就。在新的形勢下糧食安全面臨新的挑戰(zhàn),特別是進入21世紀以來我國糧食產(chǎn)量實現(xiàn)“十二連增”,做好安全儲糧工作、保持糧食的品質、降低糧食損失意義重大。糧食的溫度和水分是保持糧食品質的重要指標,糧堆通風是保持和調整糧食儲存品質的常規(guī)手段。研究通風過程中糧堆內熱濕耦合前沿規(guī)律,可以分析糧堆內溫度和水分前沿的遷移變化,同時通過對前沿問題的分析研究預測合理的通風時間、有效降低儲糧成本,從而實現(xiàn)經(jīng)濟安全儲糧。本文以儲糧通風理論和多孔介質傳熱傳質原理為理論基礎,通過CFD數(shù)值模擬的方法,結合一定的現(xiàn)場測試對垂直和橫向通風兩種通風方式下糧堆內溫度和水分的前沿變化規(guī)律進行了數(shù)值模擬研究。主要研究工作如下：首先,結合儲糧通風理論和數(shù)值模擬理論基礎,對通風過程中倉內的傳熱傳質機理進行分析,掌握通風過程中空氣溫度和濕度對糧食內溫度和水分的影響,對熱濕耦合的過程進行研究。其次,基于局部熱平衡和多孔介質傳熱傳質理論,結合質量守恒、動量守恒和能量守恒定律,建立能夠準確描述垂直和橫向通風過程中糧堆內部空氣流動、水分遷移、溫度變化的數(shù)學模型,在數(shù)學模型源項中體現(xiàn)通風過程中的熱濕耦合問題,分析通風過程中溫度鋒面和水分鋒面的移動規(guī)律,建立相應的數(shù)學模型。最后,對國家某高大平房式倉進行橫向通風的試驗測試,記錄平房倉、通風籠尺寸,布置測點并使用糧情監(jiān)測系統(tǒng),記錄糧堆內溫度隨時間的變化,對此次測試進行數(shù)值模擬分析,針對局地地區(qū)的氣候特點,選取三種典型的通風工況,對不同通風方式不同通風條件下的通風過程進行數(shù)值模擬分析。研究結果表明,試驗測試與數(shù)值模擬過程中溫度變化和水分變化相近,說明數(shù)值模擬中建立的數(shù)學模型是準確的；相同通風工況相同通風方式下其溫度前沿的移動速度要快于水分前沿的移動速度；相同通風工況不同通風方式其降溫降水效果相差不大但橫向通風的前沿移動速度要快于垂直通風的移動速度；不同的通風工況其通風量與前沿的速度成正比且溫度和水分的分布具有一定的分層現(xiàn)象,通風量越小,分層越明顯。溫度和水分的前沿移動規(guī)律可建立數(shù)學模型,通過建立前沿的數(shù)學模型為糧食通風預測通風時間、合理控制成本提供依據(jù)。本文得到垂直通風和橫向通風的前沿推進公式分別為φx=0.14·v-1.58(x/L)1.6和φx=0.121·v-1.722(x/L)1.1。本論文研究成果對于提高糧食儲藏的品質和安全性,提高糧食企業(yè)的經(jīng)濟效益、保證國家糧食戰(zhàn)略的可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論意義和指導意義。
【學位單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：S379
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 儲糧通風熱濕傳遞國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究主要內容及方法
第二章 通風過程中糧堆內部熱濕遷移數(shù)學模型建立及數(shù)值模擬方法
    2.1 儲糧機械通風過程中糧堆內部的流動
    2.2 儲糧機械通風過程中糧堆內部的熱濕遷移
    2.3 儲糧機械通風過程中數(shù)學模型的建立
    2.4 儲糧機械通風過程中糧堆內部流動、熱濕鋒面遷移模型的建立
    2.5 儲糧機械通風過程中糧堆內部流動、熱濕鋒面遷移數(shù)值模擬方法
    2.6 本章小結
第三章 物理模型建立及通風條件設置
    3.1 物理模型及通風工況選擇
    3.2 儲糧通風熱物性參數(shù)及邊界條件
    3.3 本章小結
第四章 橫向谷冷通風試驗及數(shù)值模擬驗證
    4.1 負壓橫向谷冷通風試驗
    4.2 試驗的仿真過程及模型驗證
    4.3 本章小結
第五章 儲糧通風過程中糧堆內空氣流動、熱濕耦合傳遞及熱濕鋒面遷移規(guī)律的數(shù)值模擬和分析
    5.1 橫向通風糧堆內空氣流動、熱濕耦合傳遞及熱濕鋒面遷移規(guī)律數(shù)值模擬結果與分析
    5.2 垂直通風糧堆內空氣流動、熱濕耦合傳遞及熱濕鋒面遷移規(guī)律數(shù)值模擬結果與分析
    5.3 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 研究結論
    6.2 建議
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間論文發(fā)表及科研情況

【參考文獻】

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本文編號：2864475