發(fā)布時間：2020-06-01 18:59

【摘要】：據(jù)估計,世界糧食產(chǎn)量在收獲后大約損失10%~30%~([1]),不同的國家不同的年份比例也會有所不同。產(chǎn)生這一巨大虧損的原因是非常復雜的,糧食在收獲、干燥、運輸、存儲、加工和銷售等過程中都會產(chǎn)生損失。其中,糧食數(shù)量和質(zhì)量上的主要損失發(fā)生在存儲過程中,而在儲藏過程中溫度和水分含量影響最大。經(jīng)過實驗分析,糧溫小于15℃,水分含量在12%~12.5%范圍時最有利于保持糧食顆粒的活性,也可以減少微生物的滋生,減緩害蟲生長,從而減少糧食儲藏損耗。所以,我國作為全球最大的糧食產(chǎn)業(yè)國之一,維護糧食的安全也就尤為重要。論文基于多孔介質(zhì)熱濕耦合傳遞理論,通過坐標轉(zhuǎn)換,得到了柱坐標系下錐形底筒倉和淺圓倉的糧堆內(nèi)部動量方程、能量方程和水分守恒方程,并得出邊界條件的控制方程。并利用網(wǎng)格劃分技術(shù)產(chǎn)生數(shù)值計算的節(jié)點,使用了有限差分法解決方案,以及時間導數(shù)的向前差分技術(shù),離散偏微分形式的方程,得到差分方程。通過使用空間導數(shù)的中心差分近似來分離計算域中的控制微分方程和邊界條件。利用交替方向隱式方法、Thmoas算法和顯式方法來求解熱量和質(zhì)量守恒方程。其次,論文研究了通風過程中糧堆內(nèi)部溫度、濕度以及水分等物理場變化規(guī)律,還考慮了影響糧食內(nèi)部生物場的物理和生物因素,包括:熱容量、熱傳導、吸收率、擴散率、發(fā)芽率、呼吸率和蟲害演替。探究了筒倉和淺圓倉內(nèi)的糧堆內(nèi)部熱質(zhì)傳遞過程和生物特性變化,同時考慮了太陽輻射和周圍大氣環(huán)境對筒倉內(nèi)部糧堆的影響�；贔ortran程序,將求解過程編程,利用計算機求解。將運算結(jié)果利用Origin軟件進行后處理,得到各場的分布云圖。在魯中糧庫搭建試驗臺,利用糧堆內(nèi)部的溫濕度傳感器采集通風期間糧堆內(nèi)部的測點處的溫度,水分數(shù)據(jù)通過筒式水分快速測定儀測定,并與模擬結(jié)果進行了比較。數(shù)值模擬與實測的溫度誤差最大為2.0℃,水分的模擬數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)誤差最大為0.5%,誤差都相對較小,驗證了文章中的數(shù)學模型和這套程序的準確性和實用性。最后對十字型通風道、環(huán)型通風道、組合式(十字型加環(huán)型)通風道進行了數(shù)值模擬分析研究,比較了三種通風系統(tǒng)的通風效果。研究發(fā)現(xiàn):組合式的通風道系統(tǒng)比其他系統(tǒng)的氣流更加均勻,有利于糧堆內(nèi)部降溫保水,減少干物質(zhì)損耗,減緩昆蟲種群的生長率,所以這種系統(tǒng)更有利于糧食的存儲。最后對魯中糧庫的圓筒倉通風期間糧堆內(nèi)部溫度和水分變化規(guī)律進行了模擬預測,得到了糧堆內(nèi)部壓力、溫度、水分、干物質(zhì)損耗、種子活性等的等高線圖。通過運用計算機編程來預測實際糧倉通風過程中的溫度、水分含量、濕度等變化規(guī)律以及生物特性的變化,是一種科學高效的研究方法。本研究結(jié)果對于合理設(shè)計通風方案,降低糧食儲藏過程中的損耗,節(jié)約儲糧成本,提高經(jīng)濟效益,具有指導意義。同時,研究的結(jié)果也有利于糧倉設(shè)計的改進。
【圖文】：

第 1 章 緒 論題研究的背景及意義久以前，人類就已經(jīng)開始儲存谷物及其制成品。大約在公元前 8000 年，人類開作物、圈養(yǎng)動物，并儲備糧食，以緩解將來可能出現(xiàn)的饑荒。人類已經(jīng)認識到數(shù)量和質(zhì)量是制約世界各地社會經(jīng)濟發(fā)展的主要原因之一。同的區(qū)域生態(tài)環(huán)境和氣候不同，種植的糧食作物也不同：亞洲主要種植水稻，洲、中東、北美和非洲主要種植小麥，而拉丁美洲則主要種植玉米。根據(jù) F.A 食及農(nóng)業(yè)組織)的分析，全球食物的 90％來自于土地種植，其中糧食占全球食 68％，水果和蔬菜占 22％，剩下的 10％是來自于世界各大海洋、湖泊等的海]，，如餅狀圖 1.1 所示。相較于其他主食，糧食最大的優(yōu)勢是可以為人們提供熱合物、蛋白質(zhì)、脂肪等人體所需物質(zhì)[2]。此外，糧食的供應(yīng)在國內(nèi)和國際貿(mào)易了極大關(guān)注，對世界市場有著深遠的影響。

圖 2.2 筒倉通風系統(tǒng)物理模型多數(shù)糧食作物被存儲在環(huán)型通風道筒倉中，這樣對糧倉的控項研究中，筒倉的設(shè)計參數(shù)是通過測量一個錐形底圓筒鋼板倉包括風機和位于糧倉底部的通風道系統(tǒng)。值模型的建立底的圓筒倉在三維物理域中具有復雜的幾何形狀和邊界條件求能夠以直接的方式處理零通量邊界條件。問題的一個有效的方法是采用有限差分近似法來控制映射，理三維域變換成一個簡化的三維計算域，這可以用來使控制偏適當邊界條件離散。實施該技術(shù)的最簡單的方式是將錐形底筒r, ,z）正確映射到柱坐標系下正圓柱空間變量（ ξ, ,η）下，
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S379

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 王遠成;亓偉;張中濤;;圓筒倉內(nèi)自然對流對糧堆熱濕傳遞的影響研究[J];水動力學研究與進展A輯;2014年04期

2 呂宗旺;馮黎明;孫福艷;;糧倉通風CFD技術(shù)研究[J];河南工業(yè)大學學報(自然科學版);2013年06期

3 龐宗飛,顏志強,張初陽,王小堅,黃振健;立筒倉采用糧堆局部處理機通風降溫試驗[J];糧油倉儲科技通訊;2005年01期

4 朱振剛，韓鵬;淺談圓型糧倉的通風設(shè)計[J];林業(yè)建設(shè);1996年03期

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 張曉靜;倉儲糧堆通風模型及通風過程中糧溫和水分變化規(guī)律數(shù)值模擬研究[D];山東建筑大學;2017年

本文編號：2691925