【摘要】：糧食作為國家的重要戰(zhàn)備資源,一直備受人們關(guān)注,現(xiàn)階段尤為重要的是糧食儲藏。由于我國儲糧數(shù)量較大、周期較長,因此現(xiàn)階段我國儲糧的主導(dǎo)倉型為平房倉。為了解決平房倉進出倉機械化作業(yè)難題,國家糧科院對平房倉的通風(fēng)模式進行了重大改進,將傳統(tǒng)的豎向正壓通風(fēng)模式改為橫向負壓通風(fēng)模式,實現(xiàn)了風(fēng)道上墻、騰空地面、方便機械作業(yè)的目標(biāo)。采用基于橫向通風(fēng)技術(shù),進一步開發(fā)了環(huán)流充氮氣調(diào)技術(shù),該技術(shù)可以實現(xiàn)綠色無公害儲糧。對于儲糧生態(tài)系統(tǒng)研究方法,以前主要采用的是基礎(chǔ)理論參數(shù)結(jié)合中小尺度試驗和真實體系示范驗證。前者時間較短但與實際情況有一定差距,后者結(jié)果真實但驗證時間較長且費用高。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展,計算機模擬工程仿真技術(shù)越來越受到人們的重視,它具有時間短且接近實際的特點。本文基于機械通風(fēng)儲糧理論、多孔介質(zhì)傳質(zhì)理論以及計算流體動力(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD)等理論基礎(chǔ),采用真實體系示范驗證和計算機模擬工程仿真技術(shù),利用前者驗證后者的準(zhǔn)確性,采用后者對工藝進一步進行優(yōu)化,對某國家糧食儲備庫的高大平房倉糧食充氮氣調(diào)工藝進行評價和優(yōu)化設(shè)計,并對氣調(diào)過程中糧堆內(nèi)部氮氣濃度擴散規(guī)律進行數(shù)值模擬研究,其主要研究內(nèi)容如下：本文分析了國內(nèi)外眾多研究者在綠色氣調(diào)儲糧方面的研究成果；介紹了橫向通風(fēng)系統(tǒng)的組成,詳細論述了橫向通風(fēng)系統(tǒng)充氮氣調(diào)工藝實施的步驟、工藝要求和檢測設(shè)備的布置等。對某糧庫內(nèi)新建該系統(tǒng)進行了實地測試,并對實測數(shù)據(jù)進行整理。選取長度方向上的對稱面為計算區(qū)域,建立了該糧庫的二維模型,對充氮氣調(diào)工藝中氮氣濃度擴散規(guī)律進行了模擬研究。并將數(shù)值模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進行對比,驗證了數(shù)值模型的正確性。在此基礎(chǔ)上,建立真實糧庫的三維物理模型,使用上述數(shù)值模型對優(yōu)化后的氣調(diào)工藝進行模擬計算,得到了工藝過程中糧堆內(nèi)部氮氣濃度擴散和均勻性的基本規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)：本文建立的數(shù)值模型能夠很好地再現(xiàn)糧堆內(nèi)氣調(diào)過程的不同階段,實驗測試數(shù)據(jù)驗證了數(shù)值計算結(jié)果的正確性和準(zhǔn)確性；分析數(shù)據(jù)結(jié)果后提出的優(yōu)化氣調(diào)方案,同樣可以很好地提供低氧富氮效果,并且更加節(jié)能高效；利用橫向通風(fēng)系統(tǒng)進行充氮氣調(diào),整個糧堆中氮氣的濃度均非常均勻,可以提供低氧的綠色儲藏環(huán)境。隨著計算流體動力學(xué)(CFD)的快速發(fā)展,糧食儲藏領(lǐng)域應(yīng)用計算機模擬工程仿真技術(shù),可以分析現(xiàn)有糧食儲藏工藝流程的時效性,并且為以后的通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化工作和具體的儲糧工藝提供了直觀、可靠且全面的指導(dǎo)。該項研究對于提高糧食儲藏的品質(zhì)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現(xiàn)實意義。
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S379

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本文編號：2652393