粮仓通风cfd技术研究

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1、网络出版时间：2013-12-3015:29网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20131230.1529.021.html第3４卷第6期河南工业大学学报（自然科学版）Vol.34，No.62013年12月JournalofHenanUniversityofTechnology（NaturalScienceEdition）Dec.2013文章编号：1673-2383(2013)06-0105-05网络出版网址：网络出版时间：粮仓通风CFD技

2、术研究吕宗旺，冯黎明，孙福艳（河南工业大学信息科学与工程学院，河南郑州450001）摘要：传统粮仓通风技术不能有效控制粮仓粮堆的温湿度.采用计算流体力学（ComputationalFluidDynamics简称CFD）对粮仓粮堆进行数学建模和粮堆通风过程进行数值模拟，得出粮仓粮堆温湿度的变化过程，对模拟结果与试验结果对比分析，得出储粮最佳通风模型，为有效控制粮仓粮堆的温湿度提供了理论依据.关键词：粮仓通风；CFD技术；温湿度变化中图分类号：TS210.1文献标志码：B0引言1粮仓通风系统现状1.1粮仓

3、通风现状粮仓粮堆是由无数粮食颗粒集聚而成，粮堆中控制粮堆温湿度的传统方法有自然通风、机械粮粒之间的孔隙被各种气体填充，这些粮堆中的通风和谷物冷却技术，机械通风和谷物冷却技术“生物成分”（基本粮粒、有机杂质、昆虫和所携带是比较常用的.机械通风是比较廉价的储粮通风的微生物）的活动及代谢，会影响到粮堆内温度、[1]技术，在粮食仓储安全方面起到了非常大的作用.湿度及气体成分的变化.粮堆内的温、湿度，气体我国北方地区常年温度偏低，利用通风技术并辅成分同时也会影响粮堆内的“生物成分”的代谢.以隔热保温技术，可实现

4、常年安全低温储粮.南方其中，粮堆微生物旺盛的呼吸作用是导致粮食发一些地区，通过隔热降温、补充冷源技术和机械通热的主要因素.粮食在储藏过程中，采用通风来降风，也基本实现准低温安全储粮.粮仓通风就是利低粮食水分和温度，以达到低温和干燥储粮的目用通风设备在合适的条件下对粮食的温湿度进行的.我国对粮仓通风研究始于20世纪50年代，经调节，控制粮堆温湿度在理想的范围，以保证粮食过数十年的攻关研究，通风系统设计方面成绩显的安全储藏.粮仓通风的关键技术在于进行通风著.但是，储粮通风方面仍然存在如下问题：通风储粮时，

5、如何保证通入风的温湿度和通风量对粮风量设置不合理造成能源消耗大，通风条件不够[2]堆温湿变化的有效控制.其研究核心是确定粮堆精确造成效率低等.如何改良当前的粮仓通风系温湿度的安全范围并利用通风技术控制这些温湿统，是安全生态储粮需要迫切解决的问题.因此，度参数在合理的范围内.需要准确提出最佳储粮通风指标，实时监控粮堆1.2粮仓风网现状的温湿度变化情况，通过模拟结果得出最优的通我国的粮仓以立筒仓和房式仓两种仓型为主，风方案.房式仓占80%以上.立筒仓成本较大，常用作粮食加工厂和港口中转仓库.房式仓的容量较

6、大、建造的成本相对低，通常不固定设置通风设备，不存在设备使用率低问题，因此房式仓的性价比高且适合长期储粮.房式仓通风分为单管通风、排风扇通收稿日期：2013-04-24风、箱式通风和应用广泛的地上笼通风系统.一般基金项目：国家自然科学基金资助项目（61001099）；河南工业大学研究来说，我国储粮通风研究以实仓为主，因此人力财生教育创新计划基金项目（2012YJCX54）；河南工业大学2011年度科技力的研究成本较高，而且受气候条件、试验周期、创新人才培育计划立项项目（11CXRC08）作者简介：吕宗

7、旺（1979-），男，山东菏泽人，讲师，主要从事模式识别与测量精度等影响，试验不具有可重复性，数据的准智能控制系统的研究.确性也无法保证.因此，研究人员多采用数值模拟106河南工业大学学报（自然科学版）第34卷研究粮堆通风的温湿度变化过程.结果相同.2.3CFD数学模型2CFD技术在粮仓通风中的应用粮仓通风的过程模拟，主要指粮堆区域的通风过程及温湿度场的变化.模拟对象为通风设备系2.1计算机流体力学统和仓内流体，包括仓房边壁条件、通风入口、出计算流体力学（CFD）是流体力学的一个分支，口空气温湿度条件

8、都是影响粮仓系统内部的主要伴随着数值计算机技术、计算机技术的发展向前参数.边界条件的处理会影响数值模拟结果，CFD发展.其基本思想是把自然界中的在时间域和空技术用来模拟粮仓通风后温湿度的变化情况.间域上连续的物理量，如速度场、温度场，用有限粮堆中各个参数的控制可用标准k—ε湍流模个离散点上的相应变量的集合来代替，通过质量型，湍动能和耗散率的模型方程：守恒、动量守恒和能量守恒等原则建立各变量的坠ffρk+坠fρkuf=非线性方程组，最后离散求解得到各变量的