地下仓粮堆通风温度场数值模拟研究

张祥祥，王振清，陈曦

地下仓粮堆通风温度场数值模拟研究

张祥祥，王振清*，陈曦

(河南工业大学土木工程学院，河南 郑州 450001)

为了解地下仓通风对粮堆温度场变化的影响，对筒仓直径25 m、仓高20.1 m的地下仓粮堆进行了288 h通风工况下的温度场数值模拟研究。该模型以实际地下仓为背景，基于多物理场数值模拟软件COMSOL，通过调整内置质量守恒方程、能量守恒方程和动量守恒方程，分析不同入口边界压力和温度下地下仓温度场的变化情况。结果表明：在对地下仓通风288 h条件下，竖向通风比横向通风降温更快；提高边界入口压力(由300 Pa提高至400 Pa)时，横向通风和竖向通风粮堆均温都有效下降；在降低入口边界温度(由17 ℃降至13 ℃)时，相同时间的降温效果都得到明显改善，竖向通风过程的整体粮堆温度下降较快，在通风288 h后，仓内温度趋于平稳。

地下仓；粮堆；横向通风；竖向通风；温度场

大量实践和研究表明，低温储粮不仅能延缓粮食的劣变，还能抑制虫害的发生[1]。现阶段，中国储备粮库多为平房仓、浅圆仓、立筒仓等仓型[2]，地下仓虽拥有天然低温环境，能较好地保护粮食品质和减少有毒药物熏蒸[3]，但地下仓存在初始入粮粮温高的问题。为保证储粮安全，对地下仓进行机械通风意义十分重大。相比于实仓测试成本较高、受限条件多等，数值模拟对于探索粮堆内部温度场分布及其传递规律更经济有效[4]。JIA等[5]构建了笛卡尔坐标系下的圆筒仓粮堆温度场模型，结果表明随着距仓壁和顶面距离的增加，小麦的温度变化逐渐减小，环境峰值温度与小麦峰值温度之间的时间延迟约为3至4个月；……