倉(cāng)儲(chǔ)糧堆機(jī)械通風(fēng)時(shí)壓力場(chǎng)的模擬研究

任廣躍 彭 威 張忠杰 吳子丹 王 芳

(河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院1，洛陽(yáng) 471003)

(國(guó)家糧食局科學(xué)研究院2，北京 100037)

倉(cāng)儲(chǔ)糧堆機(jī)械通風(fēng)時(shí)壓力場(chǎng)的模擬研究

任廣躍1彭 威1張忠杰2吳子丹2王 芳1

(河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院1，洛陽(yáng) 471003)

(國(guó)家糧食局科學(xué)研究院2，北京 100037)

以倉(cāng)儲(chǔ)糧堆機(jī)械通風(fēng)試驗(yàn)為基礎(chǔ)，以實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)為依據(jù)，建立了倉(cāng)儲(chǔ)糧堆機(jī)械通風(fēng)過(guò)程中內(nèi)部壓力場(chǎng)分布的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)模型，并進(jìn)行了不同通風(fēng)風(fēng)量條件下開(kāi)環(huán)流熏蒸口和開(kāi)人孔時(shí)的數(shù)值模擬計(jì)算。最后通過(guò)實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，倉(cāng)儲(chǔ)糧堆機(jī)械通風(fēng)過(guò)程CFD模型能夠真實(shí)反映機(jī)械通風(fēng)過(guò)程中糧堆內(nèi)部壓力場(chǎng)的分布情況，將計(jì)算流體力學(xué)模擬技術(shù)應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)糧堆壓力場(chǎng)的預(yù)測(cè)分析是可行的。

倉(cāng)儲(chǔ)糧堆 機(jī)械通風(fēng) 壓力場(chǎng) 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)

糧食是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的戰(zhàn)略物質(zhì)，糧食安全儲(chǔ)藏關(guān)系到國(guó)家安全穩(wěn)定、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展等重大戰(zhàn)略問(wèn)題，糧食生產(chǎn)的季節(jié)性與消費(fèi)的常年性矛盾長(zhǎng)期存在，加之糧食是有生命的活體［1］，因此如何實(shí)現(xiàn)糧食的安全儲(chǔ)存成為世界性難題。我國(guó)糧食產(chǎn)量大，儲(chǔ)備量高，同時(shí)由于儲(chǔ)藏時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致儲(chǔ)備期間的損耗也較高。據(jù)調(diào)查，一個(gè)儲(chǔ)藏周期內(nèi)，僅因儲(chǔ)糧損耗減量就高達(dá)1%～2%，如以我國(guó)糧食儲(chǔ)備動(dòng)態(tài)數(shù)量1.5億噸來(lái)計(jì)算，儲(chǔ)糧損失約為150～300萬(wàn)噸，折合人民幣23～45 億元，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失［2－3］。

目前，國(guó)內(nèi)糧庫(kù)在儲(chǔ)糧過(guò)程中廣泛采用了機(jī)械通風(fēng)技術(shù)［4］，作為智能糧情檢測(cè)、低劑量環(huán)流熏蒸、智能機(jī)械通風(fēng)和高效谷物冷卻“四合一”儲(chǔ)糧新技術(shù)之一［5］，其在降溫降水、降溫干燥和增濕調(diào)質(zhì)等方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。機(jī)械通風(fēng)技術(shù)主要是利用通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的壓力，將外界低溫、低濕的空氣送入糧堆，促使糧堆內(nèi)外氣體進(jìn)行濕熱交換，降低糧堆內(nèi)的溫度與水分，增加儲(chǔ)糧穩(wěn)定性的一種安全儲(chǔ)糧技術(shù)［6］。通過(guò)大量實(shí)踐表明，機(jī)械通風(fēng)在糧食儲(chǔ)藏中的應(yīng)用，使糧食整年處于低溫儲(chǔ)糧狀態(tài)，糧食的品質(zhì)明顯提高，延緩陳化速度，抑制新陳代謝，降低儲(chǔ)糧損耗，有效地控制儲(chǔ)糧害蟲(chóng)和微生物的活動(dòng)、危害，它代表著未來(lái)糧食安全儲(chǔ)藏的方向。但在機(jī)械通風(fēng)時(shí)倉(cāng)儲(chǔ)糧堆內(nèi)部流場(chǎng)的分布情況比較復(fù)雜，很難進(jìn)行有效地測(cè)量和計(jì)算，而計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法不但能突破一些現(xiàn)實(shí)條件的限制，而且通過(guò)計(jì)算模擬達(dá)到減少操作成本的目的，基于此，CFD方法可以有效的應(yīng)用于糧食儲(chǔ)藏中內(nèi)部流場(chǎng)模擬研究［7］，如張忠杰等［8］利用FLUENT軟件對(duì)平房倉(cāng)的機(jī)械通風(fēng)情況進(jìn)行了數(shù)值模擬，獲得了倉(cāng)儲(chǔ)糧堆的溫度場(chǎng)分布及其變化規(guī)律;王遠(yuǎn)成等［9］采用CFD方法對(duì)就倉(cāng)通風(fēng)時(shí)糧堆內(nèi)部熱濕耦合傳遞過(guò)程的數(shù)值預(yù)測(cè)，建立了通風(fēng)儲(chǔ)糧過(guò)程中控制糧堆內(nèi)部熱量和水分傳遞的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)就倉(cāng)通風(fēng)時(shí)糧堆內(nèi)部熱濕耦合傳遞過(guò)程進(jìn)行了預(yù)測(cè)，獲得了就倉(cāng)通風(fēng)時(shí)糧堆內(nèi)部熱量和水分遷移的基本規(guī)律。

糧食倉(cāng)儲(chǔ)內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)決定儲(chǔ)糧的安全，倉(cāng)儲(chǔ)糧堆內(nèi)部壓力場(chǎng)的CFD模擬研究，目的就是應(yīng)用CFD模擬，采用對(duì)比分析實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)的方法，對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)糧堆內(nèi)部壓力場(chǎng)分布變化情況進(jìn)行驗(yàn)證，掌控糧食在機(jī)械通風(fēng)過(guò)程中其壓力場(chǎng)的分布情況，以期為儲(chǔ)糧安全提供新的檢測(cè)方法和手段。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

試驗(yàn)糧倉(cāng)位于北京市昌平區(qū)國(guó)家糧食局科學(xué)研究院小湯山中試基地內(nèi)，該倉(cāng)為室外180 t淺圓鋼板倉(cāng)，倉(cāng)高為10 m，其中圓柱形倉(cāng)高8.5 m，錐形頂部高1.5 m，倉(cāng)半徑為3 m，倉(cāng)內(nèi)糧食堆高7.5 m，其儲(chǔ)糧品種為小麥;試驗(yàn)中通過(guò)U型壓力計(jì)注水讀mm水柱數(shù)后轉(zhuǎn)化為Pa進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)

在倉(cāng)儲(chǔ)糧堆機(jī)械通風(fēng)過(guò)程中對(duì)其外界及內(nèi)部狀態(tài)參數(shù)變化進(jìn)行測(cè)量，分析測(cè)量數(shù)據(jù)并最終得到一定結(jié)論。本研究所采用的CFD模擬研究就是基于實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)基礎(chǔ)之上的，因此，實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)既是模型模擬的前提，也是對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)的主要內(nèi)容為測(cè)量倉(cāng)儲(chǔ)糧堆在全底板通風(fēng)形式下不同通入風(fēng)量時(shí)內(nèi)部靜壓分布變化情況。對(duì)于壓力的測(cè)量采用的是特制測(cè)壓管，測(cè)壓管長(zhǎng)有3種規(guī)格，分別為35、55、85 cm，樣圖如圖1所示。

圖1 特制測(cè)壓管示意圖

在實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)中，3種規(guī)格的特制測(cè)壓管橫向入倉(cāng)深度分別為5、20、50 cm，分別將6根管布置和編號(hào)如下:1(西面短管)，2(西面中管)，3(西面長(zhǎng)管)，4(南面長(zhǎng)管)，5(東面短管)，6(東面中管)，其中3號(hào)管位于糧高5.16 m處，2號(hào)和 6號(hào)管位于糧高2.64 m處，1 號(hào)，4 號(hào)和5 號(hào)管位于糧高0.48 m 處，具體布置如圖2所示。

圖2 測(cè)壓管布置示意圖

1.2.2 數(shù)學(xué)模型建立及求解

1.2.2.1 模型的建立及選擇

因研究對(duì)象為糧食儲(chǔ)藏在通風(fēng)狀態(tài)下糧堆內(nèi)壓力分布的問(wèn)題，故模型模擬的區(qū)域?yàn)榘ǘ逊e散糧的整個(gè)儲(chǔ)倉(cāng)，倉(cāng)房?jī)?nèi)的壓力場(chǎng)分布是三維問(wèn)題，所以對(duì)倉(cāng)房的整體結(jié)構(gòu)建立笛卡坐標(biāo)。

通風(fēng)過(guò)程中，整個(gè)散糧堆積區(qū)域內(nèi)部糧層溫度場(chǎng)的分布狀態(tài)均隨時(shí)間而變化，整個(gè)空間內(nèi)的相關(guān)參數(shù)大多也隨時(shí)間而變，因此糧食倉(cāng)儲(chǔ)的通風(fēng)過(guò)程必須作為一個(gè)非定常問(wèn)題來(lái)進(jìn)行計(jì)算。建立通風(fēng)條件下的糧食倉(cāng)儲(chǔ)的物理模型，須對(duì)整體倉(cāng)房作相應(yīng)的合理簡(jiǎn)化，對(duì)于糧倉(cāng)的空氣入口及出口采用相應(yīng)的邊界條件處理，忽略通風(fēng)地槽的導(dǎo)熱影響，底面熱傳導(dǎo)可以忽略不計(jì)，內(nèi)部環(huán)境的變化主要由通風(fēng)地槽的氣流輸入和倉(cāng)房壁面與外界的熱傳導(dǎo)作用所導(dǎo)致，同時(shí)將糧食堆積區(qū)域看作與糧食物理特性等效的多孔介質(zhì)區(qū)域，通風(fēng)過(guò)程中氣體穿過(guò)該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)采用FLUENT中的多孔介質(zhì)模型進(jìn)行計(jì)算［10－13］。

倉(cāng)儲(chǔ)糧堆機(jī)械通風(fēng)過(guò)程中，氣流由通風(fēng)地槽進(jìn)入并穿過(guò)整個(gè)散糧堆積區(qū)域，從通風(fēng)管道到倉(cāng)房?jī)?nèi)，空氣流動(dòng)充分發(fā)展，風(fēng)速較大具有典型的湍流特性，因此必須考慮湍流的問(wèn)題。

在實(shí)際數(shù)值模擬中，要根據(jù)具體問(wèn)題的特點(diǎn)來(lái)決定所選用的模型。本研究在模擬計(jì)算中選用目前應(yīng)用最為廣泛且計(jì)算量相對(duì)較小、精度合適的標(biāo)準(zhǔn)k－ε模型。k－ε模型主要是基于湍流動(dòng)能和擴(kuò)散率，其中湍流動(dòng)能方程是精確方程，湍流擴(kuò)散方程是由經(jīng)驗(yàn)公式導(dǎo)出的方程，該模型對(duì)較小壓力梯度下的自由剪切流具有較好的擬合度［14］。

1.2.2.2 邊界條件及計(jì)算區(qū)域

入口及出口:流體入口條件按照速度入口邊界條件處理，需確定風(fēng)速大小、入口方向以及湍流參數(shù)情況。由于模擬主要涉及壓力場(chǎng)的分布，則空氣入口溫度的設(shè)定對(duì)模擬的結(jié)果沒(méi)有影響，可將其設(shè)為與外界溫度一致。流體出口按照壓力出口邊界條件處理，需確定出口表壓及湍流參數(shù)情況，采用湍流強(qiáng)度及湍流長(zhǎng)度尺度(I－l)來(lái)表示湍流情況，其具體相關(guān)參數(shù)的計(jì)算公式如下所示:

湍流強(qiáng)度I的計(jì)算公式為:

式中:ReDH為按水力直徑DH計(jì)算得到的雷諾數(shù)，對(duì)于圓管，水力直徑DH等于圓管直徑。

湍流長(zhǎng)度尺度l的計(jì)算公式為:

式中:L為關(guān)聯(lián)尺寸，對(duì)于完全發(fā)展的湍流流動(dòng)，選擇在水力學(xué)直徑流場(chǎng)中指定L=。

倉(cāng)房壁面邊界條件:糧倉(cāng)壁面為不銹鋼結(jié)構(gòu)鋼板材料，固體壁面為無(wú)滑移邊界，靠近壁面處采用壁面函數(shù)法進(jìn)行處理。由于通風(fēng)時(shí)間相對(duì)較短，壁面換熱邊界對(duì)整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)糧堆機(jī)械通風(fēng)過(guò)程中溫度場(chǎng)變化的影響很小，因此在模擬過(guò)程中將壁面設(shè)置固定溫度且與外界溫度一致。

多孔介質(zhì)區(qū)域:在散糧堆積區(qū)域內(nèi)，谷物顆粒作為多孔介質(zhì)的骨架在谷物彼此之間構(gòu)成了一定的空隙，同時(shí)固體骨架遍及整個(gè)多孔介質(zhì)所占的體積空間，空隙空間相互連通，在機(jī)械通風(fēng)過(guò)程中，氣流充滿整個(gè)介質(zhì)區(qū)域并在谷物空隙之間流動(dòng)。試驗(yàn)中將散糧堆積區(qū)域作為多孔介質(zhì)區(qū)域進(jìn)行數(shù)值模擬。糧食顆粒作為多孔介質(zhì)的骨架，空氣在多孔介質(zhì)孔隙中流動(dòng)時(shí)要受到糧食顆粒的阻力，包括黏性阻力和慣性阻力。

多孔介質(zhì)的模擬是通過(guò)在流體流動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)方程中添加一個(gè)運(yùn)動(dòng)源項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。黏性損失項(xiàng)(Darcy)和慣性損失項(xiàng)組成運(yùn)動(dòng)源項(xiàng)［16］:

式中:Si是i方向(x，y，z)動(dòng)量源項(xiàng)，D 和C 是指定的系數(shù)矩陣。在多孔介質(zhì)單元中，動(dòng)量損失和壓力梯度相關(guān)聯(lián)，壓降與流體速度(或速度方陣)成比例，此運(yùn)動(dòng)損失造成了多孔介質(zhì)內(nèi)的壓力梯度，從而產(chǎn)生了與流體速度(或速度的平方)成比例的壓力降。

對(duì)于簡(jiǎn)單的各向同性的均勻多孔介質(zhì)［15］:

式中:α是滲透性，C2時(shí)內(nèi)部阻力因子，簡(jiǎn)單指定D和C分別為對(duì)角陣和C(其他項(xiàng)為零)的矩2陣。

定義滲透性和內(nèi)部損失系數(shù)的計(jì)算公式為［16］:

式中:Dp為谷物的平均直徑，φ為空隙率。

1.2.3 CFD 模擬

1.2.3.1 建模及網(wǎng)格劃分

選取整體倉(cāng)房和全底板通風(fēng)系統(tǒng)為模擬計(jì)算區(qū)域，采用CFD模擬專用前處理軟件GAMBIT進(jìn)行模擬區(qū)域的三維模型建立和網(wǎng)格劃分，由于通風(fēng)為全底板通風(fēng)模式，故將倉(cāng)房區(qū)域和機(jī)械通風(fēng)區(qū)域一起處理，分別建立開(kāi)環(huán)流熏蒸口和開(kāi)人孔的三維模型并進(jìn)行網(wǎng)格的劃分，具體通風(fēng)模型和網(wǎng)格劃分參見(jiàn)圖3至圖6。

圖6 開(kāi)人孔網(wǎng)格劃分

1.2.3.2 邊界條件及參數(shù)的確定

整個(gè)計(jì)算區(qū)域的邊界條件主要涉及通風(fēng)過(guò)程中進(jìn)口及出口的邊界參數(shù)，同時(shí)包括在全部流動(dòng)區(qū)域內(nèi)的流體—空氣的狀態(tài)參數(shù)以及壁面熱邊界相關(guān)參數(shù)，糧堆小麥本身物性參數(shù)及多孔介質(zhì)相關(guān)參數(shù)也要進(jìn)行設(shè)置。

入口邊界:在通風(fēng)計(jì)算過(guò)程中，假設(shè)空氣為不可壓縮流體，計(jì)算時(shí)采用速度入口邊界條件，在FLUENT的邊界條件設(shè)定中需要確定空氣入口風(fēng)速、方向、溫度、密度、黏度以及相應(yīng)的湍流情況。

機(jī)械通風(fēng)過(guò)程中，假設(shè)空氣溫度與外界溫度一致為27℃，空氣密度 ρ=1.293 kg/m3，動(dòng)力黏度μ =0.000 018 Pa·s。

根據(jù)不同通入風(fēng)量計(jì)算得到入口風(fēng)速，方向垂直于底板，再由通風(fēng)入風(fēng)口平面尺寸計(jì)算入口湍流情況，對(duì)于入口處的湍流情況采用標(biāo)準(zhǔn)k－ε模型的湍流強(qiáng)度及湍流長(zhǎng)度尺度(I－l)來(lái)描述，其值可由公式(1)和公式(2)計(jì)算得出，具體風(fēng)速及湍流相關(guān)參數(shù)的設(shè)置見(jiàn)表1。

表1 風(fēng)速及湍流相關(guān)參數(shù)

出口邊界:流體出口按照壓力出口邊界條件處理，需確定出口表壓及湍流參數(shù)情況。因出口邊界與外界大氣相通，故設(shè)置出口表壓值為0，相關(guān)湍流參數(shù)設(shè)置亦參考表1。

墻體壁面邊界:糧倉(cāng)不銹鋼鋼板厚度為5 mm;熱傳導(dǎo)系數(shù)為48 W/m·K;熱容為480 J/kg·K及鋼板密度為7 800 kg/m3。

多孔介質(zhì)參數(shù):谷物堆積區(qū)域采用FLUENT中的多孔介質(zhì)模型，需對(duì)涉及多孔介質(zhì)的一些特性參數(shù)進(jìn)行設(shè)定［17］。設(shè)倉(cāng)儲(chǔ)糧堆為小麥，小麥的熱傳導(dǎo)系數(shù)為 λg=0.13 W/m·K，比熱容為 Cg=1 780 J/kg·K，容積密度為ρg=750 kg/m3。同時(shí)在FLUENT中需要定義黏性和內(nèi)部阻力系數(shù)，即需要輸入滲透性α和慣性阻力因素C2。小麥?zhǔn)蔷哂形鼭B特性的顆粒，采用密度法可測(cè)得其孔隙度φ為0.468 6，同時(shí)可測(cè)得小麥平均顆粒直徑Dp，代入公式(3)和公式(4)可得到模擬小麥物料物性參數(shù) C2=

2 結(jié)果與討論

2.1 實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)

按“1.2.1實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)”方法，開(kāi)環(huán)流熏蒸口時(shí)各測(cè)壓管所測(cè)定的糧堆內(nèi)壓力如表2所示，開(kāi)人孔時(shí)各測(cè)壓管所測(cè)定的糧堆內(nèi)壓力如表3所示。

表2 開(kāi)環(huán)流熏蒸口時(shí)測(cè)得糧堆內(nèi)壓力數(shù)值

表3 開(kāi)人孔時(shí)測(cè)得糧堆內(nèi)壓力數(shù)值

2.2 CFD 模擬結(jié)果

根據(jù)已知邊界條件及相關(guān)參數(shù)，采用定常法SIMPLE算法進(jìn)行了倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械通風(fēng)的計(jì)算，計(jì)算時(shí)各項(xiàng)參數(shù)的收斂度設(shè)為10－4，在開(kāi)環(huán)流熏蒸口和人孔時(shí)分別計(jì)算不同風(fēng)量條件下倉(cāng)儲(chǔ)糧堆內(nèi)部壓力場(chǎng)的分布。其中開(kāi)環(huán)流熏蒸口時(shí)的壓力場(chǎng)分布見(jiàn)圖7，開(kāi)人孔時(shí)壓力場(chǎng)的分布見(jiàn)圖8。

2.3 結(jié)果分析

依據(jù)倉(cāng)房整體結(jié)構(gòu)建立的笛卡坐標(biāo)，可以得到6個(gè)測(cè)壓管對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)值分別為1(0，0.15，0.48)，2(0，0.2，2.64)，3(0，0.5，5.16)，4( －2.5，0，0.48)，5(0，－2.95，0.48)，6(0，－2.8，2.64)，通過(guò)Fluent后處理軟件CFD－Post分析模擬結(jié)果，分別得到各點(diǎn)的模擬數(shù)值，結(jié)合實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)結(jié)果(表2及表3)分別對(duì)開(kāi)環(huán)流熏蒸口和人孔時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證分析，具體對(duì)比分析結(jié)果如表4和表5所示。

表4 開(kāi)環(huán)流熏蒸口試驗(yàn)值與模擬值對(duì)比

表5 開(kāi)人孔試驗(yàn)值與模擬值的對(duì)比

從表4和表5可以看出，盡管由于受到測(cè)壓人工讀數(shù)的誤差影響及所建模型部分簡(jiǎn)化等因素的限制，模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果還存在一定的誤差，但整體看來(lái)，模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果有較高的擬合度，試驗(yàn)結(jié)果能夠真實(shí)的體現(xiàn)機(jī)械通風(fēng)過(guò)程中糧堆內(nèi)部壓力場(chǎng)的分布情況。

3 結(jié)論

為了驗(yàn)證分析CFD方法模擬機(jī)械通風(fēng)過(guò)程中倉(cāng)儲(chǔ)糧堆壓力場(chǎng)分布的可行性和準(zhǔn)確性，試驗(yàn)以室外淺圓倉(cāng)為模擬對(duì)象，利用CFD方法模擬了打開(kāi)不同出口及不同通入風(fēng)量條件下的糧堆壓力場(chǎng)，并將模擬結(jié)果與實(shí)倉(cāng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較分析，得出以下結(jié)論:

模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果存在一定的誤差，但兩者有較高的符合度，能夠真實(shí)的體現(xiàn)機(jī)械通風(fēng)過(guò)程中糧堆內(nèi)部壓力場(chǎng)的分布情況，證明了利用CFD模擬技術(shù)研究倉(cāng)儲(chǔ)糧對(duì)機(jī)械通風(fēng)過(guò)程中壓力場(chǎng)分布是可行的。

由于試驗(yàn)條件和糧倉(cāng)結(jié)構(gòu)的限制，試驗(yàn)只設(shè)定6個(gè)測(cè)壓管進(jìn)行倉(cāng)內(nèi)壓力值的監(jiān)測(cè)，獲取的數(shù)據(jù)較少。后期可以選擇合適倉(cāng)房進(jìn)行大批量的糧堆內(nèi)部壓力的測(cè)定，以期得到較多數(shù)據(jù)，為CFD模擬和后續(xù)倉(cāng)儲(chǔ)糧堆糧層阻力的研究提供實(shí)例支撐。

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Study on Simulation for Pressure Field Under the Condition of Mechanical Ventilation in Grain Storage

Ren Guangyue1Peng Wei1Zhang Zhongjie2Wu Zidan2Wang Fang1
(College of Food and Bioengineering，Henan University of Science and Technology1，Luoyang 471003)
(Academy of State Administration of Grain2，Beijing 100037)

This paper is based on the experiments under the condition of mechanical ventilation in grain storage，according to the results of mechanical ventilation in real warehouse experiment，and then established the computational fluid dynamics(CFD)model of pressure field in grain heap.Pressure field distributions are simulated under the air outlet for recirculation fumigation and entrance for workers at the different blast volume respectively.The results showed that the CFD model of pressure field in grain heap could express well with the experimental results.And it prove that the CFD method which is applied to research and analyze of pressure field in grain storage.

grain storage，mechanical ventilation，pressure field，CFD

S226.6

A

1003－0174(2012)09－0090－06

國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2009BADA0B04)

2012－01－13

任廣躍，男，1971年出生，博士，副教授，農(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)