基于EDEM-Fluent的玉米储藏立筒仓环流通风与纵向通风仿真分析

为解决立筒仓中纵向通风方式储粮效果不佳,在储粮机械通风过程中存在通风不均匀等问题,该研究结合纵向通风与横向通风的优点建立了环流通风仓模型,应用EDEM-Fluent流固热耦合方法,对相同工况下,储粮仓两种风道结构在机械通风时的速度场、温度场进行仿真对比分析。结果表明：环流通风速度均匀性指数为0.92,纵向通风速度均匀性指数为0.88,相同工况下环流通风气流在粮仓内分布更均匀。在温度场仿真分析中,纵向通风初期入风口附近区域粮堆温度呈梯度下降,明显低于初始温度,上层粮堆由纵向通风引起的热量传递不明显,受仓顶环境温度影响,粮面温度较粮堆内部低;环流通风初期,上层粮堆在环流通风影响下已经开始进行热量交换,产生温度梯度,通风结束后,纵向通风在粮层高度H=0.5 m处,温度维持26.85℃,H=0.8 m处温度降到27.85℃,整体平均温度降至24.77℃,环流通风仓在这两处温度分别为24.85和25.85℃,整体平均温度降至23.43℃,环流通风整体降温效果优于纵向通风;在颗粒温度场仿真分析中,相较于纵向通风,环流通风仓上下部颗粒温度相差较小,整体降温均匀。在不同通风形式下的粮仓各层温度变化规律...     

农户用机械通风钢网式小麦干燥储藏仓的气流场分析

为保障农户收获后高水分粮食不落地安全储藏,针对一种仓壁透气中心带通风立筒的圆形钢网式农户储粮干燥仓,应用CFD法对收获后高水分小麦在进行机械通风时的气流场进行仿真分析,将仓内小麦堆等效为多孔介质,分析静压、动压、流量等空间分布规律。结果表明:仓内静压和动压值随半径(横向)增加呈指数衰减;柱面流量随半径呈幂函数衰减;横截面流量随高度呈指数衰减;粮堆区竖向通风均匀度显著优于横向(径向);流量分布为仓底上粮面仓壁,仓壁气流流量只占总流量的24.6%;实仓风速测试结果与仿真分析结果规律一致,平均相对误差为16.35%,表明基于多孔介质模型和CFD法分析钢网式储粮干燥仓的流场分析具有较好的准确性,研究结果为此类钢网式储粮仓流场分析和优化提供了方法和依据。     

玉米粮堆通风干燥过程中热湿传递模拟及试验

为了准确预测玉米粮堆通风干燥过程中的热湿分布变化,明确适宜的通风条件。该研究基于干储一体仓,运用局域热非平衡理论,考虑玉米呼吸热,建立玉米粮堆通风干燥热湿传递模型,探究不同因素对通风干燥过程的影响,并进行通风干燥试验,分析玉米含水率、温度以及粮堆空气的温湿度分布变化情况。结果表明：建立的热湿传递模型可有效模拟仓内玉米粮堆通风干燥的过程,玉米监测点的温度、含水率模拟值与试验值的相对误差分别为1.4%～12.1%、0.3%～14.5%,平均值分别为4.8%、6.5%;通风前期玉米粮情存在一定的不均匀性,内层玉米的升温速率与干燥速率快于外层。随着通风过程的持续,上述不均匀性逐渐降低。综合考虑不同条件下玉米温度和含水率的变化,适宜的通风条件为空气相对湿度低于75%、通风风速为0.09～0.23 m/s,风温随大气条件而定。玉米通风干燥中试试验的单位能耗为890.2 kJ/kg,节能效果显著。研究结果可为玉米通风干燥技术和操作工艺的优化提供理论支持。     

现代畜禽舍通风控制技术

随着饲养密度的提高,畜禽舍通风控制技术对舍内环境的调控作用越来越大。为此对国内外畜禽舍通风工艺进行了总结和分析。正压送风工艺可很好地与控温设备配套,但设备投资大,运转费用高,横向负压通风存在气流死角多和分布不均现象,纵向负压通风风量大,气流均匀,但在冬季的适用性较差。另外,对各种通风工艺在使用时的注意事项作了说明。     

现代畜禽舍通风控制技术

随着饲养密度的提高,畜禽舍通风控制技术对舍内环境的调控作用越来越大。为此对国内外畜禽舍通风工艺进行了总结和分析。正压送风工艺可很好地与控温设备配套,但设备投资大,运转费用高,横向负压通风存在气流死角多和分布不均现象,纵向负压通风风量大,气流均匀,但在冬季的适用性较差。另外,对各种通风工艺在使用时的注意事项作了说明。     

基于绝对水势图的粮仓远程智能通风测控系统

为了提高粮食仓储中通风作业的管理水平,并降低粮仓管理员的工作难度,该文提出了一种基于绝对水势图的粮仓远程智能通风测控系统的设计方案,采用物联网和Android技术着重研发了"粮仓智能通风系统",并详细阐述了该系统的软硬件框架、主要功能模块及操作流程。绝对水势理论是利用水势图进行粮仓机械通风作业管理和控制的方法。在绝对水势理论中,提出了3个通风窗口:降温窗口、降水窗口、调质窗口。每个窗口都对应着相应的通风作业模式。当气温状态点在绝对水势图中的位置进入到某一窗口区域中时,则进行相应的通风作业。相比原始低效的温湿度数据处理方法,该系统数据用图形化的方式展现,降低了粮仓管理员的工作难度,加快了工作效率,解除了对粮仓管理员工作地点的限制,并且,该系统实现了对粮仓的信息化、智能化和远程化控制。在该系统的控制下,装粮试验中的模拟仓通风效果良好,并已安全度过长春地区储粮危险期。研究结果为相关粮食仓储工作提供参考。     

低坡变截面架空层对流对粮食平房仓屋面隔热性能的影响

设置架空层能有效减少粮食平房仓屋面的辐射得热。与普通架空层相比,变截面架空层通过气流加速,可有效改善粮仓“闷顶”问题。为了研究变截面架空层几何和运行参数对传热性能的影响,基于粮食平房仓实际尺寸,建立了具有等截面架空层、变截面架空层和未加架空层屋面的3种粮食平房仓缩尺模型（1∶28）,对恒定通风量条件下3种架空层设置模式的屋面隔热性能进行了对比试验研究。结果表明：等截面模式下,最优工况可将粮堆表层温度控制在25℃以内,外界升温后粮堆表层升高1.75℃;变截面模式下（渐缩比0.500）可将粮堆表层温度控制在24℃以内,外界升温后粮堆表层升温仅0.50℃。基于试验数据利用FLUENT软件进行数值建模,进一步研究了体现变截面架空层气流通道收缩性的渐缩比对表征对流的无量纲努谢尔特数Nu和瑞利数Ra的影响,数值计算结果表明在采用变截面架空层时,局部隔热性能在渐缩比为0.500时最佳,研究结果可为粮食平房仓屋面隔热改造提供理论依据和设计参考。     

机械通风干燥玉米的试验研究

本文介绍1987年底、1988年底两次在河北正定县三个粮站使用环境空气进行机械通风干燥散堆玉米的试验。试验采用三种通风系统:一是用移动式三角架风槽组成“U”形,配轴流风机或离心风机;二是用三角架风槽布置成“非”字型,配轴流风机;三是用砖垛风道配轴流风机。先后两次试验结果表明,原始水分为16.5～17.5％、堆高2～4米的玉米,经三种方式通风32～42小时左右,水分均可被均匀干燥到安全贮藏所需的13.5～14.5％,平均每吨玉米、每降低1％水分,耗电0.17～0.48kW·h。     

机械通风玉米穗储粮仓在黄淮海地区的试验

针对黄淮海地区玉米穗贮藏存在因含水率比较大不易保存、容易霉变等问题,根据目前合作社免烘干玉米鲜穗储藏的实际需求,为了实现科学储粮,减损增收,研制了机械通风玉米穗储粮仓,并进行了装粮试验.利用常温大风量降水原理和专门设计的仓内正负压通风风道与自然通风风道,风机作为鼓风机、引风机交替运行,完成粮仓的呼吸作业,采用温度、湿度...     

仓储稻谷热湿耦合传递及黄变的数值模拟

为了研究稻谷在整个储藏周期的温度、含水率分布规律以及黄变情况,该研究以南昌地区混凝土结构浅圆仓为研究对象,基于多孔介质的传热传质理论和局部热平衡原理,建立了仓储稻谷储藏过程中粮堆内部流动和热湿耦合传递的数学模型,并结合稻谷黄变数学模型,采用数值预测的方法模拟分析了全年自然(密闭)储藏和全年自然(密闭)储藏加机械通风时仓...     

玉米果穗在自然通风过程中水分迁移的动力学分析

为了探索玉米果穗水分迁移规律,针对低温自然通风降水过程中玉米果穗的绝对水势、扩散系数及活化能的变化规律及影响因素进行了分析。结果表明:在低温条件下,玉米果穗通过仓储自然通风干燥至安全水分需要3到4个月的时间;随着环境温度的上升,空气与玉米的绝对水势均逐渐增大,玉米的绝对水势大于空气绝对水势,玉米水分下降,当两者间的绝对水势差值逐渐缩小时,仓内粮食的水分子没有足够能量从表面扩散到周围的空气中,玉米水分逐渐趋于平衡;各仓水势梯度明显,水分从西向东迁移,仓内迎风面水势值小,水分下降快,粮堆厚度对绝对水势有影响;玉米果穗的水分扩散系数范围为2.563×10-12~5.34×10-12 m2/s,粮食与空气的绝对水势差及粮堆厚度对水分扩散系数均有影响;Arrhenius方程可以描述玉米果穗水分扩散系数与温度的关系,玉米果穗水分扩散的平均活化能为35.76 k J/mol。研究结果将为粮食储藏与干燥过程的动力学研究提供理论依据。     

基于底面压强的粮仓储量估测方法

准确快速地获得粮仓储粮的数量是保障国家仓储安全的关键问题。该文构建了基于压力传感器的粮仓数量在线检测的理论模型,揭示了粮仓储量与粮仓底面和侧面压强的理论关系;同时针对粮仓底面压强分布的不均匀性和随机性,提出了基于内外圈两圈布置的压力传感器布置模型和基于多项式展开的粮仓数量在线检测模型,并给出了具体的建模算法。实仓检测结果表明:所提出的粮仓储量在线检测模型检测误差低于2.5%,且检测系统成本低,可满足国家粮仓储量在线实时监测的实际需要。     

基于光伏光热的地下空间太阳能烟囱效应影响因素研究

提出了将太阳能烟囱效应与太阳能光伏光热(PV/T)技术相结合来强化地下空间通风的技术措施.为研究该通风模式的影响因素,基于质量和热量平衡理论,建立了风井通风性能的数学模型,分析了换热器管排数、风井高度、热水水温和流速对通风性能的影响.结果表明:风井内换热器存在最大有效管排,管间距为0.032、0.038、0.047 m时换热器的最大有效管排数分别为9、13、18,在有效管排数范围内,随着管排数的增加风井出口温度升高,通风量先增大后减小;空气质量流量随着风井高度增加、热水温度升高明显增大,随着热水流速增大而缓慢增大;风井出口空气温度随着风井高度增加而降低,随着热水温度升高、流速增大而升高.最后,通过拟合得到计算风井空气质量流量的经验公式.     

畜禽舍带孔PVC正压风管均匀送风特性的研究

建立了综合考虑带孔ＰＶＣ风管的管道结构特性、入口静压、气流量、空气性能及舍内压力等参数对送风均匀性影响的计算模型，并在模型中首次运用了温度修正方程对管内空气参数进行修正，减少了计算误差。通过对五组不同孔口分布的带孔ＰＶＣ风管的送风均匀性试验，推荐了在孔口气流一致性误差允许范围（±１０％）内带孔ＰＶＣ风管的工程设计参数。     

不同胶粘面积钢板加气混凝土砌块粘结性能试验

针对新型地下粮仓采用钢板作为防水层、环氧结构胶粘结钢板与加气混凝土砌块作为防潮层的构造做法,分析在粮食水平侧压力及竖向摩擦力作用下该构造层的安全性与可靠性,设计3种胶粘面积分别为A、0.8A、0.5A的试件（A为单块加气混凝土砌块与钢板的接触面积）,分别对其进行竖向单向加载与水平-竖向双向加载,分析3种胶粘面积及2种受力状态对钢板加气混凝土砌块构造层的荷载-位移、承载能力、粘结强度及破坏形态的影响。研究结果表明：水平荷载即仓内储粮产生的水平侧压力对界面粘结性能是有利的;试件在水平-竖向双向加载时更有利于界面的稳定;竖向单向加载作用下胶粘面积为0.5A时的理论最大储粮高度最小,且大于实际储粮高度,说明在地下粮仓设计中,当环氧结构胶粘结面积超过加气混凝土砌块与钢板接触面积的50%时,能够满足储粮荷载作用下的承载能力及粘结强度要求。研究成果可为新型地下粮仓防水防潮构造层的安全性与可靠性提供参考依据。     

畜舍热交换芯体-风机热回收通风系统的热回收效果

热回收通风作为一种节能的通风换气方式,可缓解畜舍保温能耗与通风的矛盾。然而民用一体式热回收通风系统在畜舍中直接应用时存在通风量小、单位通风量的设备造价高等问题。该研究设计了适用于畜舍的新型节能热回收通风系统,并研究该热回收通风系统在以下3种不同配置条件下的热回收效果,探究该系统在畜舍中的较佳运行条件:板翅式热交换芯体配置不同迎面风速的热回收效果;新风依次经过2个串联连接的板翅式热交换芯体后的热回收效果;优化了板式热交换芯体与噪声小、风量大的轴流风机的参数配比后的热回收效果。结果表明:在舍内外温差为12.08℃,芯体配置迎面风速分别为1.05和0.86 m/s时,新风温度经过板翅式热交换芯体后分别升高了1.93和2.79℃,显热回收效率、热回收负荷和能效比分别为35.88%和43.63%、0.16和0.19 kW,1.37和1.61,两者显热回收效率均未达到冬季65%的节能标准。在舍内外温差为10.49℃时,新风依次经过串联的2个板翅式热回收芯体,经过第1次热交换后新风温度升高2.59℃,显热回收效率为52.11%,热回收负荷及能效比分别为0.39 kW,3.26;新风经过第2次热交换芯体时热回收作用甚微。优化板式热交换芯体与风机配比后,在舍内外温差为12.12℃,迎面风速为4 m/s时,新风温度升高8.23℃,显热回收效率为69.9%,能效比为8.0,达到了冬季节能标准。从该研究热回收效果看,第3种配置参数条件平衡了热回收效率及通风需求的关系,可满足畜舍大通风量及节能的需求。     

喷雾与纵向负压通风相结合的封闭牛舍降温效果

喷雾与纵向负压通风相结合的降温方式在猪舍、禽舍应用广泛,但在肉牛舍应用较少,该试验对喷雾与纵向负压通风相结合在封闭肉牛舍的运行模式进行了探究,并与喷雾结合扰流风机在开放肉牛舍的降温效果进行比较。该试验选用栓系饲养平均体质量273.4 kg的锦江黄牛杂交牛作为试验牛。处理舍安装低压两级雾化喷雾,配合卷帘和风机进行纵向负压通风降温;对照舍安装高压喷雾,结合扰流风机进行降温。两舍喷雾降温系统运行30 d,对环境条件、肉牛生理指标进行测定。结果表明低压两级喷雾在封闭牛舍纵向负压通风条件下喷雾与停止最佳时间均为5～10 min;经两舍喷雾系统降温后,处理舍的日平均温度为（30.4±0.1）℃,比对照舍和舍外分别降低了2.2、6.2℃（P＜0.01）,而相对湿度为89.7%±0.9%,较对照舍和舍外分别升高了11.3%、35.2%（P＜0.01）;处理舍试验牛的直肠温度为（38.28±0.03）℃,比对照舍低0.26℃（P＜0.01）;躺卧比为0.87±0.02,比对照舍高12%（P＜0.01）;日平均呼吸频率为（43±1）次/min,与对照舍没有显著差异（P＞0.05）;平均日增质量为（1.38±0.23）kg/d,比对照舍高0.19 kg/d（P＞0.05）;处理舍售牛可获利1042.39元/(月·头),比对照舍高72.67元/(月·头)。可见封闭牛舍喷雾与纵向负压通风相结合降温效果显著,可改善牛舍环境,有效缓解肉牛热应激,提高生产性能。     

生物质秸秆压块机盖体开合机构设计分析

现有生物质压块机盖体开合机构多采用液压缸直接推动盖体的开启、闭合,存在开启角度小,影响喂料,液压缸尺寸较大,结构不紧凑等缺点。论文对生物质（秸秆）压块机盖体开合机构进行改进设计,采用液压缸驱动曲柄摇杆机构实现盖体的开启、闭合,利用机构死点提高盖体闭合时的稳定性,使盖体开合平稳,运动可靠。通过采用辅助圆法设计计算,分析了曲柄摇杆机构的运动,建立了机构模型。通过机构仿真,实现了机构预期的运动要求。     

长沙地区低温粮仓双层通风屋顶最佳保温隔热层厚度分析

粮仓围护结构保温隔热性能对储粮安全和粮仓能耗有重要影响。粮仓屋顶面积大,是粮仓围护结构接受太阳辐射最强的部位,外界热量主要通过屋顶传入粮仓,因此屋顶是粮仓围护结构保温隔热设计的最重要部位。双层通风屋顶、高反射率的屋面隔热涂料和保温隔热材料等节能技术近年来在粮仓屋顶设计中得到迅速发展和应用。考虑屋顶不同外表面太阳辐射反射率和自然通风对双层通风屋顶传热的影响,该文给出并试验验证了多层屋顶非稳态传热模型和双层通风屋顶传热模型,利用经过验证的屋顶传热模型进行屋顶能耗计算,采用经济性模型和全生命周期理论对长沙地区低温粮仓普通屋顶和双层通风屋顶最佳保温隔热层厚度进行分析,并对采用最佳保温隔热层厚度时的生命周期总投资、净收益及回收周期进行计算和比较分析。研究结果表明:屋顶外表面太阳辐射反射率对长沙地区低温粮仓屋顶最佳保温隔热层厚度和经济性有较大影响,双层通风屋顶可以减小屋顶最佳保温隔热层厚度,长沙地区低温粮仓可采用双层通风屋顶和高反射率的屋面隔热涂料降低粮仓能耗,减少因能源消耗而引起的环境污染问题。长沙地区低温粮仓普通屋顶挤塑聚苯乙烯和膨胀聚苯乙烯最佳保温隔热层厚度为0.106~0.183 m,生命周期内最大净现值为417~633.38元/m2,投资回收年限为2.39~2.96 a。低温粮仓屋顶最佳保温隔热层厚度随屋顶外表面太阳辐射反射率的增大而减小,双层通风屋顶可以减少屋顶保温隔热层投资回收年限。该屋顶最佳保温隔热层厚度确定方法对于指导低温粮仓屋顶保温隔热设计具有一定指导意义。