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(shì)下糧食安全面臨新的挑戰(zhàn),特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來我國糧食產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)“十二連增”,做好安全儲(chǔ)糧工作、保持糧食的品質(zhì)、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(zhì)的重要指標(biāo),糧堆通風(fēng)是保持和調(diào)整糧食儲(chǔ)存品質(zhì)的常規(guī)手段。研究通風(fēng)過程中糧堆內(nèi)熱濕耦合前沿規(guī)律,可以分析糧堆內(nèi)溫度和水分前沿的遷移變化,同時(shí)通過對(duì)前沿問題的分析研究預(yù)測(cè)合理的通風(fēng)時(shí)間、有效降低儲(chǔ)糧成本,從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)安全儲(chǔ)糧。本文以儲(chǔ)糧通風(fēng)理論和多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)原理為理論基礎(chǔ),通過CFD數(shù)值模擬的方法,結(jié)合一定的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試對(duì)垂直和橫向通風(fēng)兩種通風(fēng)方式下糧堆內(nèi)溫度和水分的前沿變化規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。主要研究工作如下：首先,結(jié)合儲(chǔ)糧通風(fēng)理論和數(shù)值模擬理論基礎(chǔ),對(duì)通風(fēng)過程中倉內(nèi)的傳熱傳質(zhì)機(jī)理進(jìn)行分析,掌握通風(fēng)過程中空氣溫度和濕度對(duì)糧食內(nèi)溫度和水分的影響,對(duì)熱濕耦合的過程進(jìn)行研究。其次,基于局部熱平衡和多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)理論,結(jié)合質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒和能量守恒定律,建立能夠準(zhǔn)確描述垂直和橫向通風(fēng)過程中糧堆內(nèi)部空氣流動(dòng)、水分遷移、溫度變化的數(shù)學(xué)模型,在數(shù)學(xué)模型源項(xiàng)中體現(xiàn)通風(fēng)過程中的熱濕耦合問題,分析通風(fēng)過程中溫度鋒面和水分鋒面的移動(dòng)規(guī)律,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。最后,對(duì)國家某高大平房式倉進(jìn)行橫向通風(fēng)的試驗(yàn)測(cè)試,記錄平房倉、通風(fēng)籠尺寸,布置測(cè)點(diǎn)并使用糧情監(jiān)測(cè)系統(tǒng),記錄糧堆內(nèi)溫度隨時(shí)間的變化,對(duì)此次測(cè)試進(jìn)行數(shù)值模擬分析,針對(duì)局地地區(qū)的氣候特點(diǎn),選取三種典型的通風(fēng)工況,對(duì)不同通風(fēng)方式不同通風(fēng)條件下的通風(fēng)過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析。研究結(jié)果表明,試驗(yàn)測(cè)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(xué)模型是準(zhǔn)確的；相同通風(fēng)工況相同通風(fēng)方式下其溫度前沿的移動(dòng)速度要快于水分前沿的移動(dòng)速度；相同通風(fēng)工況不同通風(fēng)方式其降溫降水效果相差不大但橫向通風(fēng)的前沿移動(dòng)速度要快于垂直通風(fēng)的移動(dòng)速度；不同的通風(fēng)工況其通風(fēng)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(fēng)量越小,分層越明顯。溫度和水分的前沿移動(dòng)規(guī)律可建立數(shù)學(xué)模型,通過建立前沿的數(shù)學(xué)模型為糧食通風(fēng)預(yù)測(cè)通風(fēng)時(shí)間、合理控制成本提供依據(jù)。本文得到垂直通風(fēng)和橫向通風(fēng)的前沿推進(jìn)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(duì)于提高糧食儲(chǔ)藏的品質(zhì)和安全性,提高糧食企業(yè)的經(jīng)濟(jì)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(dǎo)意義。
【學(xué)位單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)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(chǔ)糧通風(fēng)熱濕傳遞國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究主要內(nèi)容及方法
第二章 通風(fēng)過程中糧堆內(nèi)部熱濕遷移數(shù)學(xué)模型建立及數(shù)值模擬方法
    2.1 儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)過程中糧堆內(nèi)部的流動(dòng)
    2.2 儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)過程中糧堆內(nèi)部的熱濕遷移
    2.3 儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)過程中數(shù)學(xué)模型的建立
    2.4 儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)過程中糧堆內(nèi)部流動(dòng)、熱濕鋒面遷移模型的建立
    2.5 儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)過程中糧堆內(nèi)部流動(dòng)、熱濕鋒面遷移數(shù)值模擬方法
    2.6 本章小結(jié)
第三章 物理模型建立及通風(fēng)條件設(shè)置
    3.1 物理模型及通風(fēng)工況選擇
    3.2 儲(chǔ)糧通風(fēng)熱物性參數(shù)及邊界條件
    3.3 本章小結(jié)
第四章 橫向谷冷通風(fēng)試驗(yàn)及數(shù)值模擬驗(yàn)證
    4.1 負(fù)壓橫向谷冷通風(fēng)試驗(yàn)
    4.2 試驗(yàn)的仿真過程及模型驗(yàn)證
    4.3 本章小結(jié)
第五章 儲(chǔ)糧通風(fēng)過程中糧堆內(nèi)空氣流動(dòng)、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(fēng)糧堆內(nèi)空氣流動(dòng)、熱濕耦合傳遞及熱濕鋒面遷移規(guī)律數(shù)值模擬結(jié)果與分析
    5.2 垂直通風(fēng)糧堆內(nèi)空氣流動(dòng)、熱濕耦合傳遞及熱濕鋒面遷移規(guī)律數(shù)值模擬結(jié)果與分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 建議
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2864475