严寒地区季节性蓄冷低温储粮系统的仿真研究

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1、硕士学位论文（工程硕士）严寒地区季节性蓄冷低温储粮系统的仿真研究SIMULATIONRESEARCHONLOW-TEMPERATUREGRAINSTORAGESYSTEMWITHSEASONALNATURALENERGYINSEVERECOLDCLIMATES连仕康哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU86学校代码：10213国际图书分类号：697密级：公开工程硕士学位论文严寒地区季节性蓄冷低温储粮系统的仿真研究硕士研究生：连仕康导师：李晓冬副教授申请学位：工程硕士学科、专业：建筑与土木工程所在单位：建筑学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cl

2、assifiedIndex:TU86U.D.C.:697DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSIMULATIONRESEARCHONLOW-TEMPERATUREGRAINSTORAGESYSTEMWITHSEASONALNATURALENERGYINSEVERECOLDCLIMATESCandidate：ShikangLianSupervisor：Assoc.Prof.XiaodongLiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Constructiona

3、ndCivilEngineeringAffiliation：SchoolofArchitectureDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要在我国现行的储备粮制度下，粮食储存周期一般为3~5年。粮食在储存过程中的呼吸作用会造成营养物质流失，粮食陈化，同时易发生霉变，这就导致我国一年要轮换掉的粮食占储备总量的20%~30%，直接经济损失高达数百亿元，严重危害国家粮食战略安全。粮仓内温度的降低会大大提高粮食的储存效果，目前常用

4、的两种低温储粮方法——机械通风储藏和机械制冷储藏都存在一定的局限性。前者需要长时间大量通风，能耗大，对于长时间高温高湿天气降温效果并不好；后者能耗大、费用高，不适合大规模应用。因此，通过大量阅读相关国内外文献，本文提出了一种适用于严寒地区的新型储粮技术——季节性蓄冷低温储粮技术。该技术将广泛存在于自然界中的冷空气资源移季利用，将冬季的冷资源储存在土壤、粮食以及墙体的围护结构中，同时外围护结构加以保温措施，储存的冷量在春秋和夏季加以利用。该技术可将储粮时间延长一倍以上，并且具有节约能源、减少建造运营成本等优势。本文使用了Fluent、DeST等工具辅助理论研究。根据实际工程设

5、计了适合课题的新型储粮系统，通过对季节性蓄冷过程的理论分析，建立了并简化了数学模型，并根据双鸭山当地的实验数据对模型进行了验证。通过利用Gambit软件建立了粮仓的三维立体模型，并对模型进行了网格划分，采用CFD中的多孔介质模型，通过编写和导入UDF函数进行了数值模拟，得到了蓄冷过程中粮堆和地下土壤温度场的变化规律，确定了达到蓄冷目标温度的时间分别为41天、28.5天，在当地气候条件的情况下，可以在冬季将粮仓蓄冷到-20℃。改变工况后得到了不同通风笼风速对粮仓温度场的影响规律。通过DeST软件建模计算，得到了粮仓全年的逐时释冷量，与蓄冷到-20℃时整个粮仓的蓄冷量进行对比，

6、验证了该技术的可行性。同时得到了粮仓全年温度变化表，发现仓内最高平均温度为-3.01℃，满足低温储粮的预期设计目标。课题进一步以其他城市的气候条件为基础进行了研究，得到了该技术在严寒地区其它城市应用过程中粮仓释冷负荷计算和温度变化规律，对该技术的推广应用提出了看法和展望。本文的研究成果，可以对严寒地区的实际工程中季节性蓄冷低温储粮粮仓的设计起到一定的指导作用。关键词：低温储粮；季节性蓄冷；多孔介质；温度场；仿真研究-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractUnderthecurrentgrainstoragesysteminChina,grainstoragecy

7、cleisgenerally3to5years.Respirationofgrainduringstoragecancausealotoflossofnutrientsduetoaging,meanwhilethegrainispronetomildew.Thiswillleadto20%~30%lossofthetotalreservesofgraininoneyear,whichmeansthedirecteconomiclossesamounttotensofbillionsofyuan.Thiskindof