利用CAE方程调控我国稻谷仓库通风

在一定湿度范围(RH11%～96%)和不同温度(10、20、25、30和35℃)下采用静态称重法测定我国15个稻谷品种的水分吸着等温线,并采用CAE方程进行拟合,决定系数(R2)>0.993,平均相对百分率误差(MRE)<5.2%,说明拟合结果很好。CAE方程的参数B1和B2对稻谷吸附与解吸等温线差异显著,与解吸和吸附之间的滞后现象一致。粳稻、籼稻及糯稻之间吸湿特性差异不明显,与各个稻谷类型之间CAE方程参数相似一致。推导的稻谷CAE解吸、吸附方程用于绘制不同温度条件下稻谷的平衡绝对湿度和平衡相对湿度曲线图。根据降温、降水和调制的不同通风目的,选择不同的解吸或吸附曲线图,查阅一定条件储藏稻谷的平衡绝对湿度值及当时条件大气绝对湿度值,可以快速确定储藏稻谷是否应该进行通风操作。

大米和大豆CAE方程及平衡绝对曲线图研究

在RH 11%～96%和不同温度(10、20、25、30和35℃)下采用静态称重法测定了11个大米品种和10个大豆品种的水分吸着等温线,并采用CAE方程进行拟合。对大米样品,决定系数(R2)>0.991 1,平均相对百分率误差(MRE)<5.048%;对大豆样品R2>0.977 7,MRE<10.778%。CAE方程参数在大米品种之间或大豆品种之间差异不明显。吸附方程参数与解吸方程参数之间差异大,表明存在吸着滞后现象。推导的大米和大豆CAE解吸、吸附方程用于绘制平衡绝对湿度曲线图。应根据不同粮食种类,通风操作中使用不同CAE方程,但不必考虑同一种类粮食的不同品种的影响;根据不同通风目的分开使用解吸CAE方程和吸附CAE方程。通过曲线图或软件查阅粮堆和大气的平衡绝对湿度值和露点温度,可以快速确定储粮是否应该进行通风操作。

小麦平衡水分测定及实仓智能化降温通风试验

本研究对14个小麦品种在5个温度(10、20、25、30、35℃)和RH 11.3%~96%范围内进行测定,并采用CAE方程进行拟合,决定系数(R2)>0.998,平均相对百分率误差(MRE)<2.951%。对于小麦解吸和吸附等温线,CAE方程拟合的5个参数中B1和B2差异显著,不同类型小麦之间对应的CAE方程系数是相似的。不同类型的小麦品种收获后可以同时处理,但其吸附和解吸行为应当分别对待。智能化粮情检测、通风窗口控制、小麦CAE平衡水分方程组成控制系统指定仓库通风。在计算机显示系统,通风窗口由小麦吸附平衡绝对湿度曲线、饱和绝对湿度曲线、通风上限温度(通风开始时为粮堆温度减去8℃,通风进行时为粮堆温度减去4℃)线组成窗口,当大气状态点位于这个窗口内,轴流小风机被启动运转,粮堆降温通风开始。当大气状态点位于这个窗口外,轴流小风机被停止,粮堆降温通风结束。在2015年12月16日—28日,这个系统用于河北清苑国家粮食储备库14号房式仓(小麦5 900 t,含水量11.5%),下行吸出式通风降温7.4℃,3台1.5 k W轴流风机运转累计用电800 k W,单位能耗0.018 k Wh t-1℃-1,节省电能55%。14号整仓裂纹破碎率均值为(3.66±0.22)%,显著低于使用4台5.5 k W离心风机的10号仓(4.30±0.28)%。2016年12月27日—2017年1月16日在山东齐河军粮库7号房式仓(小麦3089 t,含水量12.5%),采用2台0.85 k W轴流风机上行吸出式通风,平均粮温下降9.2℃,风机运转265.5 h,用电451.4 k Wh,单位能耗0.015 9 k Wh t-1℃-1,节省电能60%。

粮堆平衡绝对湿度和露点温度的查定方法

采用我国储粮通风方程CAE拟合测定的小麦、稻谷及玉米平衡水分数据,并绘制这些粮食种类平衡绝对湿度曲线图和平衡相对湿度曲线图,阐明采用平衡绝对湿度图进行通风条件判断较为直观、准确。将参数已知的小麦、稻谷及玉米CAE方程编写成为软件,输入粮食含水率和温度,则可以快速查定粮堆的平衡绝对湿度和露点温度,用作机械通风条件判断。

平衡水分理论和通风窗口指导稻谷降温通风

将智能化粮情检测技术与通风窗口控制模型相结合,依据CAE方程控制稻谷仓房通风的原理,以稻谷的吸附平衡绝对湿度曲线、饱和湿度曲线建立了降温通风窗口区域,当大气状态点位于窗口区域,风机运转;当大气状态点在窗口区域外,风机则关闭。应用该通风窗口控制稻谷降温通风作业,单位能耗值远小于传统的人工控制降温通风的单位能耗值。

南亚热带地区稻谷立筒仓智能化降温通风试验

在广州市南沙区于2018年1月16日～2月7日期间,对装粮高度11 m的稻谷立筒仓(约650 t)采用自然冷空气进行智能化降温通风,分别采用5.5 kW和2.2 kW的离心风机上行式通风,风机运转条件是粮堆与大气温度之差≥3℃,粮堆平衡绝对湿度(EAHg)≦大气平衡绝对湿度(AHa)。结果表明,风机自动化运行时间主要在夜间,采用5.5 kW风机的301号仓粮堆平均温度由19.2℃降到13.8℃,风机运转了72.9h,单位能耗是0.087 kW·h t^(-1)℃^(-1);采用2.2 kW风机的501号仓粮堆平均温度由20.9℃降到12.4℃,风机运转了148.6 h,单位能耗是0.047 kW h t^(-1)℃^(-1),与当地人工控制的吸出式下行降温通风单位能耗比较,显著节约电能54%～75%。两个智能化降温通风仓通风结束后粮堆水分保持不变。与对照仓比较,采用低功率离心风机进行智能化降温通风后的稻谷出米率和加工品质有提高的趋势。这说明稻谷立筒仓智能化通风期间整个粮堆湿热分布均匀,不发生水分迁移。

小麦实仓智能化降温通风试验

在计算机显示系统,通风窗口由小麦吸附平衡绝对湿度曲线、饱和绝对湿度曲线、通风上限温度线组成窗口,当大气状态点位于这个窗口内,轴流风机被启动运转,粮堆降温通风开始。当大气状态点位于这个窗口外,轴流风机被停止,粮堆降温通风结束。本研究在2016年12月27日至2017年1月16日期间,在山东齐河军粮库7号房式仓(小麦3 089 t,水分12.0%),采用2台0.85 kW轴流风机上行吸出式通风,平均粮温下降9.2℃,风机运转265.5 h,用电451.4 kW·h,单位能耗0.0159 kW·h·(t^(-1))·(℃^(-1)),节省电能60%。通风前后粮堆平均含水率和裂纹破碎率保持不变。

自然空气条件下粳稻谷智能化调质通风试验

2017年4月13日-6月16日,在山东省军粮储备库13号房式仓(粳稻谷2 489t,水分13.5%)采用2台0.85kW轴流风机上行吸出自然空气进行智能化调质通风,平均粮堆水分增加了0.5%,风机运转333h,用电566.1k W·h,单位能耗0.455k W·h(1%·t)^(-1)。通风后整仓粮堆整精米率为71.7%,比调质前提高3%,籽粒破损率为7.7%,上下4层水分分布均匀,无水分迁移现象发生。

储粮机械通风中相对湿度条件计算方法

介绍了一种基于储粮通风CAE方程进行储粮机械通风中大气平衡相对湿度条件计算的简明方法。