横向谷冷通风过程的数值模拟研究

基于局部热湿平衡原理和多孔介质传热传质理论,建立了储粮通风过程中粮堆内部流动及热湿耦合传递的数学模型。采用计算流体动力学的方法,对横向谷冷通风时粮堆空气内部流动、热量传递和水分迁移过程进行了数值分析。研究发现,横向通风约72 h,粮仓进风口冷空气平均温度为17.5℃、相对湿度为85%,仓内粮堆一次降温从32.2℃降低到23.6℃,降温幅度为8.6℃。水分从12.2%降到12.0%,降水幅度为0.2%。相对于地上笼垂直通风而言,横向通风时粮堆内部速度分布均匀、温度梯度较小,且具有降温速度快,冷却效率高的特点。

小麦机械通风各向异性阻力的数值模拟研究

机械通风是实现安全储粮、保证粮食品质的主要措施。以小麦为研究对象,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)的方法对大型平房仓小麦的横向通风、压入和吸出式竖向通风阻力进行了数值模拟,通过对不同通风方式下粮堆的阻力的分析发现,粮层阻力与风量成正比,风量越大,粮层阻力越大;通风方式不同,单位粮层阻力也不相同,小麦下行通风的单位粮层阻力最大,上行通风次之,横向通风最小。通过对小麦粮种各向异性阻力的分析,为以后不同粮种机械通风系统的分析奠定基础。

粮仓机械通风阻力和均匀性模拟研究

机械通风是保证储粮品质的主要技术手段,平房仓储粮地上笼通风系统主要有圭字型和U型一机三道两种,其中圭字型和不同通风途径比的U型一机三道地上笼系统的粮堆通风阻力和通风均匀性也不尽相同。文章通过建立圭字型和三种不同途径比的U型一机三道地上笼通风方式的物理模型,采用计算流体动力学的方法,进行数值模拟研究,获得小麦粮仓在不同通风工况下的通风阻力数据,并与实验数据进行对比,分析其粮层阻力变化规律,探究四种通风方式的通风阻力均匀性。结果表明:U型地上笼的通风阻力与其途径比成正比关系,通风均匀性与其途径比成反比关系,圭字型通风阻力介于途径比为1.56和1.83的U型地上笼之间,通风均匀性介于途径比1.21和途径比1.56的U型一机三道地上笼之间。

平房仓横向谷冷通风小麦粮堆传热传质数值模拟

平房仓横向通风具有进出粮快捷方便、节省大量人力物力等优势,但其通风的均匀性及降温降水效果有待于深入研究。基于多孔介质传热传质的理论,建立了一种谷冷通风过程中仓内热湿耦合传递的数学模型,并采用计算流体动力学(CFD)的方法,对某粮库小麦的横向谷冷通风进行二维数值模拟研究。通过对谷冷通风的数值模拟结果的分析,并与相关实验测试数据进行比较,探究了横向通风粮堆内部热量和水分迁移规律,得出了横向通风具有通风均匀、降温效果显著的结论,为今后储粮通风操作和管理奠定了基础。

横向通风系统充氮气调的数值模拟与现场试验对比

现阶段房式粮仓通风系统分为纵向与横向。基于CFD有限体积法对横向通风系统充氮气调过程中氮气流动和氮气浓度进行数值模拟研究,对比充氮气调现场试验数据后,表明横向通风系统充氮气调能达到很好的均匀性,为横向通风系统充氮气调推广提供理论基础。

横向通风过程中粮堆内热湿耦合前沿规律研究

采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)的方法建立通风过程中粮堆内部空气流动、水分迁移、温度变化的数学模型,对三种典型的通风工况进行数值模拟分析并进行实验验证,得到温度变化和水分变化的云图,通过分析探究温湿度前沿的传递规律,为以后的储粮通风提供一定的理论依据。

横向充氮气调工艺数值模拟研究及评价

横向通风系统应用到粮食储藏中,具有装卸粮快捷方便、节省人力物力等优势。通风的均匀性效果对于粮食的安全储藏非常重要,基于CFD有限体积法,对仓储静态粮堆横向通风过程中的氮气流动和氮气浓度进行数值模拟研究。模拟结果表明,利用横向通风系统进行充氮气调,整个粮堆中氮气的浓度非常均匀,可以提供低氧的储藏环境,为横向通风系统的优化设计提供了有价值的参考依据。

具有表面辐射的复合腔体内湍流对流换热研究

建筑热工性能评价和建筑节能越来越受到人们的重视,将建筑房间简化为含有多孔介质的双区域模型在更多的领域得到广泛应用。文章基于数值模拟的方法,探究了具有表面热辐射的部分填充多孔介质的复合腔体内湍流自然对流换热问题;建立并用有限元方法求解自由流体区域和多孔介质区域的动量和能量传递方程,对数学模型进行了比较验证,分析了Rayleigh数（湍流与层流）及发射率为ε_i对传热、流动的影响。结果表明,Rayleigh数对具有表面热辐射的部分填充多孔介质的复合腔体内的动量和热量传递有明显的影响,且决定自然对流强度大小。Rayleigh数越大,自然对流换热作用越强,腔体内的平均温度降低并逐渐趋于一致;表面热辐射影响对流作用,墙体壁面发射率为0.0~0.3时,自然对流的影响较大,随着发射率的增大,辐射作用明显增强,并在热量传递中占主导位置。

具有表面辐射的建筑室内自然对流换热的研究

随着人们生活水平以及节能意识的提高,对建筑热工性能评价和建筑节能越来越重视。将建筑房间简化为含有多孔介质的双区域模型,因此,此类模型被应用到更多的领域。通过数值模拟展现了实际建筑环境中各物理条件对室内通风与热环境的影响,为室内舒适度的建设提供了依据。基于有限元法对含有多孔介质复合腔体这一类双区域模型的壁面热辐射与自然对流耦合换热问题在建筑房间内的应用进行了数值模拟分析。模拟了不同工况下多孔介质复合腔体内的流场和温度场随时间的变化情况。结果表明,表面热辐射对建筑房间内的自然对流换热有明显的增强作用;冬季与夏季,中间层与顶层不同的边界条件影响着室内的对流换热即方腔热环境的改变;多孔介质厚度d较大时能减弱传热,当到达一定值时影响不明显。

基于CFD方法的充氮气调工艺优化设计及分析

基于CFD数值模拟技术对杭州大运河粮库充氮气调工艺进行优化分析研究。优化设计后提出的工艺为只采用微负压膜下氮气内循环技术。改进后工艺流程较简单,当粮堆内部氮气平均浓度达到98%以上时,与国家粮科院采用的工艺对比分析,得出改进后工艺耗时较短,降低了吨粮能耗,从而节约了运行成本。同时研究成果对今后的充氮气调工艺优化设计具有重要的指导意义。