王曉東 陳 雁 丁永剛 宋宏洋 代賢達(dá)

(河南工業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院，鄭州 450001)

我國(guó)是產(chǎn)糧和儲(chǔ)糧大國(guó)，糧食產(chǎn)后損失較為嚴(yán)重，儲(chǔ)糧損耗占糧食產(chǎn)后總損失的40.3%[1]。位于我國(guó)南方地區(qū)的立筒倉(cāng)儲(chǔ)糧由于冬季蓄冷量不足和夏季環(huán)境高溫的影響，糧堆的溫度場(chǎng)分布易呈現(xiàn)為“熱皮冷芯”，儲(chǔ)糧質(zhì)量難以得到保證，需要對(duì)糧堆進(jìn)行通風(fēng)降溫以保證安全度夏。太陽(yáng)輻射是糧堆得熱的主要原因，研究倉(cāng)外熱源對(duì)儲(chǔ)糧通風(fēng)降溫過(guò)程的影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

為研究糧堆參數(shù)變化和其自身特性，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量相關(guān)工作。Quemada-villagomez等[2]在自然儲(chǔ)藏的條件下對(duì)糧堆的溫度和濕度分布進(jìn)行了模擬研究，探討了環(huán)境對(duì)儲(chǔ)糧熱濕分布的影響。為進(jìn)一步顯現(xiàn)儲(chǔ)糧環(huán)境對(duì)糧堆溫濕度的影響，多采用人工干預(yù)(加熱、加壓等)的方式進(jìn)行研究[3-5]。目前關(guān)于儲(chǔ)存條件與儲(chǔ)糧質(zhì)量相關(guān)性的研究可為儲(chǔ)糧的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供一定的參考[6-9]。為對(duì)儲(chǔ)糧環(huán)境進(jìn)行合理計(jì)算，已有研究考慮了糧堆自身特性對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行優(yōu)化，主要優(yōu)化內(nèi)容包括倉(cāng)內(nèi)通風(fēng)傳熱、糧堆內(nèi)部氣流阻力以及通風(fēng)過(guò)程中靜壓分布等[10-15]。而數(shù)值模擬的計(jì)算精度與模型選擇、網(wǎng)格劃分方式均具有一定的相關(guān)性，目前研究已從模型精度對(duì)比和優(yōu)化網(wǎng)格劃分方法逐步深入[16-17]。針對(duì)在不同工況下的糧堆熱濕傳遞規(guī)律，王遠(yuǎn)成等[18-22]對(duì)自然對(duì)流和谷冷通風(fēng)的工況進(jìn)行了數(shù)值模擬及數(shù)學(xué)分析，分析了糧堆內(nèi)參數(shù)的變化規(guī)律。

關(guān)于儲(chǔ)糧環(huán)境優(yōu)化，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究多采用試驗(yàn)和模擬相結(jié)合的方法，為改進(jìn)糧堆通風(fēng)方式和儲(chǔ)糧環(huán)境預(yù)測(cè)提供了一定參考[23-25]。而針對(duì)我國(guó)南方地區(qū)常見(jiàn)的“熱皮冷芯”現(xiàn)象，近年來(lái)研究也逐步深入。我國(guó)糧庫(kù)的“熱皮”厚度及“熱皮冷芯”現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)間與地理位置、儲(chǔ)存條件相關(guān)[26-27]。以鋼板淺圓倉(cāng)和平房倉(cāng)為例，尹君等[28-29]運(yùn)用糧溫?cái)M合算法、Matlab模擬軟件和WU模型構(gòu)建糧堆溫度場(chǎng)模型，指出在夏季淺圓倉(cāng)和平房倉(cāng)中的糧堆存在“冷芯”現(xiàn)象，并給出了解決糧堆表層易結(jié)露的解決方案，但上述研究并未針對(duì)糧堆“熱皮”進(jìn)行有效控制。

由于在夏季糧堆通風(fēng)控溫過(guò)程中太陽(yáng)輻射對(duì)糧堆溫度產(chǎn)生了不可忽略的影響，本研究擬建立具有倉(cāng)頂外輻射熱源和滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)的立筒倉(cāng)，采用試驗(yàn)方法對(duì)不同方案下糧堆的滲流通風(fēng)控溫效果進(jìn)行研究，旨在為立筒倉(cāng)滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)的工程應(yīng)用提供一定的參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及設(shè)備

本試驗(yàn)采用的儲(chǔ)糧種類(lèi)為脫殼后的秈米，密度824 g/L，含水率9.93%，孔隙率37.5%。試驗(yàn)過(guò)程中，所使用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備為Agilent數(shù)據(jù)采集儀(34 970A)和Rotronic多通道溫濕度記錄儀(HL-NT3-D)；通風(fēng)控溫設(shè)備為硅晶電熱膜取暖器(NDYC-25C-WG)、移動(dòng)空調(diào)單冷一體機(jī)(JHS A001C)、管道排風(fēng)機(jī)(DPT10-23-1)。其中硅晶電熱膜取暖器最大制熱功率2 500 W，移動(dòng)空調(diào)單冷一體機(jī)最大制冷功率2 610 W，試驗(yàn)過(guò)程中立筒倉(cāng)頂部所受輻射強(qiáng)度平均值為566 W，與試驗(yàn)所在地(鄭州)典型氣象年法向直射輻射強(qiáng)度的最大平均日間輻射量(668 W)相差15%左右。

1.2 試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)

本研究所設(shè)計(jì)的滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)由空調(diào)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、織物風(fēng)道和通風(fēng)地籠組成。在通風(fēng)控溫時(shí)，空調(diào)機(jī)的冷空氣由送風(fēng)口進(jìn)入試驗(yàn)倉(cāng)，可在糧堆上方形成穩(wěn)定的冷空氣層，進(jìn)而隔斷倉(cāng)頂傳入的熱量和降低糧堆上層溫度，同時(shí)借助地籠的引流作用使得送入糧堆的冷空氣盡可能在貼壁位置的糧堆進(jìn)行換熱，最后利用排風(fēng)機(jī)引出倉(cāng)外。

模擬試驗(yàn)倉(cāng)位于河南省鄭州市，試驗(yàn)倉(cāng)直徑為0.8 m、高度為1.0 m、倉(cāng)壁厚5 mm，倉(cāng)底和倉(cāng)壁附有橡塑保溫材料，厚度為2 cm。環(huán)形織物風(fēng)道直徑為0.1 m，在糧堆上方0.2 m處沿倉(cāng)內(nèi)壁布置，用以通入冷空氣，送風(fēng)裝置為JHS A001C移動(dòng)空調(diào)單冷一體機(jī)；通風(fēng)地籠的直徑為0.05 m，在倉(cāng)內(nèi)底部貼內(nèi)壁布置，用以引導(dǎo)上方冷空氣貼壁換熱，由管道引出試驗(yàn)倉(cāng)，排風(fēng)裝置為DPT10-23-1管道排風(fēng)機(jī)。為有效表述糧堆內(nèi)不同位置的溫度變化，根據(jù)測(cè)量點(diǎn)位分布將三角形測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的平均值定義為糧堆內(nèi)芯參數(shù)，將圓形測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的平均值定義為糧堆外皮參數(shù)，方形測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)為糧堆內(nèi)外相對(duì)濕度數(shù)據(jù)。滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)示意圖及測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖1。

1.倉(cāng)體；2.織物風(fēng)道；3.通風(fēng)地籠 Ⅰ.相對(duì)濕度測(cè)點(diǎn)；Ⅱ.糧堆外皮測(cè)點(diǎn)；Ⅲ.糧堆內(nèi)芯測(cè)點(diǎn) 1.Warehouse body; 2. Fabric air duct; 3. Ventilated ground cage Ⅰ.Relative humidity measuring point; Ⅱ.Measuring point at the skin of grain bulk; Ⅲ.Measuring point at the core of grain bulk圖1 滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)示意圖及測(cè)點(diǎn)布置Fig.1 Schematic diagram of seepage ventilation temperature control system and measurement point layout

模擬試驗(yàn)倉(cāng)中的裝糧高度為0.6 m，試驗(yàn)倉(cāng)左側(cè)為送風(fēng)口，其兩側(cè)接空調(diào)機(jī)和織物風(fēng)道，用以送入冷空氣對(duì)糧堆進(jìn)行降溫；試驗(yàn)倉(cāng)右側(cè)為出風(fēng)口，其兩側(cè)接排風(fēng)機(jī)和通風(fēng)地籠的引出管道，用以排出通風(fēng)換熱后的空氣。倉(cāng)頂上方0.5 m處放置硅晶電熱膜取暖器，用以在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)糧堆進(jìn)行升溫。試驗(yàn)臺(tái)整體布置見(jiàn)圖2。

1.空調(diào)機(jī)；2.立筒倉(cāng)；3.排風(fēng)機(jī)；4.加熱器；5.數(shù)據(jù)采集設(shè)備 1.Air conditioner; 2.Silo; 3.Exhaust fan; 4.Heater; 5.Data acquisition equipment圖2 試驗(yàn)臺(tái)整體布置圖Fig.2 Overall layout of the test bench

1.3 試驗(yàn)方案及數(shù)據(jù)分析

1.3.1試驗(yàn)方案

在試驗(yàn)過(guò)程中室溫維持在25 ℃左右，試驗(yàn)開(kāi)始后首先進(jìn)行糧堆升溫，當(dāng)糧堆均溫到達(dá)30 ℃后，通過(guò)滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)對(duì)糧堆進(jìn)行降溫試驗(yàn)，入口冷空氣溫度約18 ℃，通風(fēng)降溫時(shí)間為24 h。本研究以通風(fēng)量和有/無(wú)倉(cāng)頂外輻射熱源為試驗(yàn)因素，設(shè)計(jì)4種試驗(yàn)方案，探究在不同試驗(yàn)方案下的滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)的性能。

方案Ⅰ和方案Ⅱ：有倉(cāng)頂外輻射熱源，通風(fēng)量分別為28.26和35.95 m3/h；方案Ⅲ和方案Ⅳ：無(wú)倉(cāng)頂外輻射熱源，通風(fēng)量分別為28.26和35.95 m3/h。

1.3.2數(shù)據(jù)分析

溫度采集設(shè)備為Agilent數(shù)據(jù)采集儀，精度為±0.1 ℃；濕度采集設(shè)備為HL-NT3-D多通道溫濕度記錄儀，精度為±2%。溫度、濕度數(shù)據(jù)采集間隔均為10 min。使用Microsoft Excel 2010，Origin 2021軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 通風(fēng)控溫前糧堆參數(shù)分析

在通風(fēng)控溫前，糧堆高度方向截面溫度云圖見(jiàn)圖3。降溫之前溫度場(chǎng)具有熱分層現(xiàn)象，且各層溫度相對(duì)均勻，溫度從上至下逐步降低。在升溫過(guò)程中糧堆上層受輻射影響較大，糧堆受熱輻射影響的深度在0.3 m左右，在糧堆內(nèi)部最大溫差約為12 ℃。在此工況下若要對(duì)糧堆高溫區(qū)域進(jìn)行有效控制，需進(jìn)行通風(fēng)降溫。

圖3 糧堆降溫前溫度云圖Fig.3 The temperature cloud of grain bulk before cooling

2.2 不同方案下糧堆參數(shù)變化

不同方案下糧堆平均溫度變化見(jiàn)圖4。降溫24 h后，有倉(cāng)頂外輻射熱源的工況，其平均溫度下降幅度相較于無(wú)外倉(cāng)頂外輻射熱源工況更小，通風(fēng)量為28.26 m3/h時(shí)有外倉(cāng)頂外輻射熱源(方案Ⅰ)和無(wú)倉(cāng)頂外輻射熱源工況(方案Ⅲ)降溫結(jié)束時(shí)的糧堆平均溫度分別為26.12 和24.92 ℃，而通風(fēng)量為35.95 m3/h時(shí)倉(cāng)頂外輻射熱源(方案Ⅱ)和無(wú)倉(cāng)頂外輻射熱源工況(方案Ⅳ)降溫結(jié)束時(shí)的糧堆平均溫度分別為23.15 和22.77 ℃，去除倉(cāng)頂外輻射熱源后的糧堆降溫效果更為明顯。對(duì)比在通風(fēng)量一致的前提下倉(cāng)頂外輻射熱源對(duì)糧堆溫度的影響可知：通風(fēng)量為28.26 m3/h時(shí)去除倉(cāng)頂外輻射熱源后糧堆平均溫度下降2.72 ℃，通風(fēng)量為35.95 m3/h時(shí)去除倉(cāng)頂外輻射熱源后其平均溫度下降2.13 ℃，故在通風(fēng)量增大后外界熱環(huán)境對(duì)糧堆降溫的影響有所減弱。

觀(guān)察各組降溫速度變化可以看出，經(jīng)過(guò)一定時(shí)長(zhǎng)的高速降溫階段后糧堆降溫速度顯著下降，因此在本研究中規(guī)定：在降溫速率高于0.01 ℃/min為高效降溫段。在試驗(yàn)中，當(dāng)有倉(cāng)頂外輻射熱源時(shí)(方案Ⅰ、Ⅱ)，高效降溫段時(shí)長(zhǎng)分別為90和160 min，在高效降溫段終了時(shí)其糧堆平均溫度分別為27.54 和26.61 ℃；當(dāng)無(wú)倉(cāng)頂外輻射熱源時(shí)(方案Ⅲ、Ⅳ)高效降溫段時(shí)長(zhǎng)均為230 min，在高效降溫段終了時(shí)糧堆平均溫度分別為24.89和24.95 ℃。因此在有倉(cāng)頂外輻射熱源的工況下，通風(fēng)量增大后高效降溫段時(shí)長(zhǎng)會(huì)有所增加，其溫度隨之降低，而在無(wú)倉(cāng)頂外輻射熱源工況下，高效降溫段時(shí)長(zhǎng)和高效降溫段終了時(shí)的溫度并未出現(xiàn)明顯差異。

在升溫和滲流通風(fēng)控溫過(guò)程中，糧堆上方空氣層區(qū)域濕度和糧堆粒間相對(duì)濕度均低于60%，波動(dòng)幅度不超過(guò)10%。

方案Ⅰ和方案Ⅱ：有倉(cāng)頂外輻射熱源，通風(fēng)量分別為28.26和35.95 m3/h；方案Ⅲ和方案Ⅳ：無(wú)倉(cāng)頂外輻射熱源，通風(fēng)量分別為28.26和35.95 m3/h。下圖同。 Schemes Ⅰ and Ⅱ have radiant heat source outside the silo roof, and the ventilation rates are 28.26 and 35.95 m3/h， respectively; Schemes Ⅲ and Ⅳ have no radiant heat source outside the silo roof, and the ventilation rates are 28.26 and 35.95 m3/h, respectively. Same as the Figs below.圖4 4種試驗(yàn)方案下糧堆平均溫度隨時(shí)間的變化Fig.4 The average temperature change of grain bulk with time under 4 test schemes

2.3 不同方案下糧堆外皮和內(nèi)芯溫度變化

在4種試驗(yàn)方案下，糧堆外皮和內(nèi)芯溫度隨時(shí)間的變化見(jiàn)圖5。由圖5(a)可見(jiàn)，在具備倉(cāng)頂外輻射熱源的工況下，增大通風(fēng)量后糧堆外皮的溫度進(jìn)一步下降，降溫結(jié)束時(shí)方案Ⅰ、Ⅱ的糧堆外皮溫度差值為1.56 ℃；而在無(wú)倉(cāng)頂外輻射熱源的工況下，不同通風(fēng)量下的外皮位置溫度變化趨勢(shì)基本一致，在降溫結(jié)束時(shí)方案Ⅲ、Ⅳ的外皮位置溫度差值僅為0.30 ℃。因此糧堆外皮位置的溫度在有倉(cāng)頂外輻射熱源的工況下受通風(fēng)量的影響較大。由圖5(b)可以看出，在4種方案下糧堆內(nèi)芯溫度均呈先升后降的變化趨勢(shì)，變化幅度在1.2 ℃以?xún)?nèi)，均小于糧堆外皮位置的降溫幅度。受糧堆上層高溫的影響在降溫開(kāi)始后的一定時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)溫度升高的現(xiàn)象，其溫度上升幅度均在0.50 ℃以?xún)?nèi)。在無(wú)外倉(cāng)頂外輻射熱源、通風(fēng)量為35.95 m3/h的方案下通風(fēng)控溫前后糧堆內(nèi)芯溫度變化量最大(Δt=1.11 ℃)，但仍遠(yuǎn)小于糧堆外皮位置的溫度變化量，說(shuō)明在該滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)下糧堆內(nèi)芯位置溫度受通風(fēng)的影響程度小于外皮位置。

2.4 糧堆溫度云圖分析

有倉(cāng)頂外輻射熱源工況下，通風(fēng)控溫結(jié)束時(shí)糧堆高度方向截面溫度云圖見(jiàn)圖6。通風(fēng)量為28.26 m3/h工況下通風(fēng)控溫24 h后，糧堆下層溫度相對(duì)較低，糧堆中、上層中間位置溫度較高，且其高溫區(qū)域的面積延伸至糧堆上層，說(shuō)明在通風(fēng)量為28.26 m3/h時(shí)糧堆上方的冷空氣層并未完全隔斷外界傳入的熱量。在有倉(cāng)頂外輻射熱源時(shí)，通風(fēng)量由28.26 m3/h增至35.95 m3/h后，糧堆上層區(qū)域溫度得到有效控制，其中上層貼壁區(qū)域儲(chǔ)糧的溫度控制效果最為明顯(溫度降低2.17 ℃)，外界傳入的熱量被基本隔斷；在通風(fēng)量增至35.95 m3/h后通風(fēng)控溫結(jié)束時(shí)，平均溫度下降1.2 ℃，外皮位置溫度由26.27 ℃降至24.71 ℃，內(nèi)芯位置溫度由26.16 ℃降至25.46 ℃，外皮和內(nèi)芯的溫度降幅為1.56和0.70 ℃。因此在有倉(cāng)頂外輻射熱源的工況下增大通風(fēng)量可有效降低糧堆溫度，該滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)可在對(duì)糧堆內(nèi)芯影響較低的前提下對(duì)外皮位置的溫度進(jìn)行控制，此外在糧堆下方風(fēng)量匯集區(qū)域的溫度相對(duì)糧堆底層其他區(qū)域較低。

圖6 有倉(cāng)頂外熱源時(shí)不同風(fēng)量下(方案Ⅰ、Ⅱ)滲流通風(fēng)控溫后糧堆溫度云圖Fig.6 The temperature cloud of grain bulk after temperature control by seepage ventilation under different air volume in case of heat source outside the silo roof (schemes Ⅰ and Ⅱ)

無(wú)倉(cāng)頂外輻射熱源的工況下，通風(fēng)控溫結(jié)束時(shí)糧堆高度方向截面溫度云圖見(jiàn)圖7。沒(méi)有外界輻射熱量傳入后，糧堆上層溫度均可以得到有效控制。通風(fēng)量為28.26 m3/h工況下通風(fēng)控溫24 h后，糧堆高溫區(qū)域集中于糧堆內(nèi)芯位置，而糧堆外皮位置溫度相對(duì)較低，內(nèi)芯和外皮的溫差為1.50 ℃，通風(fēng)對(duì)糧堆外皮位置控溫效果相對(duì)于內(nèi)芯位置更為明顯(圖7(a))。通風(fēng)量由28.26 m3/h增至35.95 m3/h后，通風(fēng)控溫結(jié)束時(shí)糧堆平均溫度下降了0.39 ℃，外皮位置溫度由24.43 ℃降至24.35 ℃，內(nèi)芯位置溫度由26.16 ℃降至25.46 ℃，外皮和內(nèi)芯的溫度降幅為0.30 ℃、0.08 ℃(圖7(b))。相比于有倉(cāng)頂外輻射熱源工況，無(wú)倉(cāng)頂外輻射熱源工況下增大通風(fēng)量對(duì)于糧堆各位置溫度的影響較弱。

圖7 無(wú)倉(cāng)頂外熱源時(shí)不同風(fēng)量下(方案Ⅲ、Ⅳ)滲流通風(fēng)控溫后糧堆溫度云圖Fig.7 The temperature cloud of grain bulk after temperature control by seepage ventilation under different air volume in case of no heat source outside the silo roof (schemes Ⅲ and Ⅳ)

對(duì)比相同通風(fēng)量下倉(cāng)頂外輻射熱源對(duì)糧堆控溫效果的影響可知，在通風(fēng)量為28.26 m3/h時(shí)降溫后糧堆外皮位置溫度降低2.97 ℃，內(nèi)芯位置溫度降低1.73 ℃；通風(fēng)量為35.95 m3/h時(shí)降溫后糧堆外皮位置溫度降低2.15 ℃，內(nèi)芯位置溫度降低1.10 ℃，因此有倉(cāng)頂外輻射熱源工況下，增大通風(fēng)量會(huì)強(qiáng)化滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)對(duì)糧堆外皮位置的控溫性能，其原因在于通風(fēng)量的增大強(qiáng)化了糧堆上層空氣的隔熱性能、增加了輸入糧堆的冷量。

2.5 經(jīng)濟(jì)性分析

結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，有、無(wú)倉(cāng)頂外輻射熱源的工況可分別類(lèi)比為日間和夜晚，結(jié)合在不同方案下滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)的控溫性能，對(duì)該系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性做如下分析：

1)通風(fēng)量增大后糧堆外皮位置溫度降幅低于內(nèi)芯，但在有倉(cāng)頂外輻射熱源的工況下糧堆外皮位置溫度降幅更為明顯，說(shuō)明低通風(fēng)量的工況難以抵消外界傳熱，而在通風(fēng)量增大后外界傳熱被有效隔斷，糧堆控溫效果更為明顯；

2)在日間有外部熱源情況下對(duì)糧堆進(jìn)行降溫，無(wú)論通風(fēng)量高低，滲流通風(fēng)降溫效果均弱于無(wú)倉(cāng)頂外輻射熱源的情況。以鄭州地區(qū)典型氣象年中具有法向直射輻射強(qiáng)度最大值的一天(9月7日)為參考，分析該立筒倉(cāng)得熱量變化規(guī)律，具有滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)的立筒倉(cāng)應(yīng)分時(shí)段采用不同通風(fēng)量的工況運(yùn)行，其中通風(fēng)量與輸入糧堆冷量呈正相關(guān)。典型氣象年中9月7日分時(shí)段通風(fēng)時(shí)具有滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)的糧堆能量變化見(jiàn)圖8?？梢?jiàn) 10:00—17:00時(shí)段內(nèi)，立筒倉(cāng)糧堆因太陽(yáng)輻射的得熱量明顯高于因滲流通風(fēng)的輸入冷量，若在該時(shí)段進(jìn)行高通風(fēng)量的降溫，會(huì)由于輸入冷量無(wú)法抵消太陽(yáng)輻射傳熱量而使糧堆升溫，故應(yīng)減少通風(fēng)量，降低該時(shí)段糧堆升溫風(fēng)險(xiǎn)；若為消除通風(fēng)升溫的風(fēng)險(xiǎn)，需要提高輸入冷量至太陽(yáng)輻射量峰值，但會(huì)大幅增加制冷、通風(fēng)設(shè)備成本和運(yùn)行成本；在其他時(shí)段內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)則不會(huì)出現(xiàn)糧堆升溫的情況。因此在日間應(yīng)以較低通風(fēng)量運(yùn)行，以通風(fēng)隔熱為主；在夜間應(yīng)以高通風(fēng)量運(yùn)行，以糧堆降溫為主。

圖8 典型氣象條件下分時(shí)段通風(fēng)滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)對(duì)糧堆能量變化的影響Fig.8 Influence of seepage ventilation and temperature control system on energy change of grain bulk during ventilation in different periods under typical meteorological conditions

3 結(jié) 論

本研究建立了具有倉(cāng)頂外輻射熱源和滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)的立筒倉(cāng)，以有/無(wú)倉(cāng)頂外輻射熱源和通風(fēng)量為試驗(yàn)因素，研究其對(duì)糧堆滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)性能的影響；結(jié)合試驗(yàn)倉(cāng)所在地典型氣象條件，對(duì)滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，得到結(jié)論如下：

1)倉(cāng)頂外輻射熱源對(duì)糧堆的影響深度約0.3 m，糧堆內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)明顯的熱分層現(xiàn)象；有倉(cāng)頂外輻射熱源工況下使用滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)進(jìn)行糧堆降溫，增大通風(fēng)量可更為有效地隔斷外界傳熱。

2)在通風(fēng)降溫過(guò)程中，糧堆溫度變化存在高效降溫段，其高效降溫段時(shí)長(zhǎng)在有倉(cāng)頂外輻射熱源的工況下隨通風(fēng)量上升而增加(由90 min延長(zhǎng)至160 min)，在倉(cāng)頂外輻射熱源的工況下變化通風(fēng)量后高效降溫段時(shí)長(zhǎng)并未發(fā)生明顯變化(230 min)；該滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)在降溫過(guò)程中糧堆粒間相對(duì)濕度均低于60%，表明利用該滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)控溫不易出現(xiàn)糧堆結(jié)露現(xiàn)象。

3)存在倉(cāng)頂外輻射熱源時(shí)，立筒倉(cāng)滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)可在影響糧堆內(nèi)芯溫度較小的前提下控制糧堆外皮溫度，在通風(fēng)量增大后，糧堆外皮位置控溫效果更為明顯；在去除倉(cāng)頂外輻射熱源后，通風(fēng)量增大使得糧堆外皮位置的控溫效果有所減弱，外皮位置溫度降幅縮小0.82 ℃。

4)實(shí)際應(yīng)用中，由于日間太陽(yáng)輻射的動(dòng)態(tài)變化，該滲流通風(fēng)控溫系統(tǒng)在日間應(yīng)以隔斷外界傳熱為目的保持低通風(fēng)量運(yùn)行，在夜晚以降低糧堆溫度為目的保持高通風(fēng)量運(yùn)行。