基本信息
- 項目名稱：
- Experimental Study on the Effect of Water Content
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 采用熱線法測定了四種谷物的導熱性能隨含水率的變化關系，結果表明，四種谷物的導熱系數隨含水率的變化曲線有相同的趨勢，但由于谷物顆粒內部結構和組分的不同，又各有差異。利用實驗得到的曲線，利用有限元方法，模擬了糧倉溫度場在不同時期的變化規(guī)律，提出了糧食安全儲存的建議。研究成果將為糧食加工及安全儲藏、糧倉設計等提供數據支持，而且為糧倉安全運行，確保糧食安全提供理論指導。
- 詳細介紹：
- 為了研究含水率對谷物熱傳導性能的影響，采用熱線法測定了小麥、高粱、水稻、玉米的導熱性能隨含水率的變化關系，測試結果表明，四種谷物的導熱系數隨含水率的變化曲線有相同的趨勢，但由于谷物顆粒內部結構和組分的不同，又各有差異。利用實驗得到的曲線，利用有限元方法，模擬了糧倉溫度場在不同時期的變化規(guī)律，提出了糧食安全儲存的建議。研究成果將為糧食加工及安全儲藏、糧倉設計等提供數據支持，而且為糧倉安全運行，確保糧食安全提供理論指導。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 為了弄清不同含水率對谷物熱傳導性能的影響，以水稻、高粱、玉米、小麥等四種作為為實驗對象，利用熱線法實驗給出了導熱系數隨含水率的變化曲線；利用得到的含水率與導熱系數關系曲線，通過有限元數值模擬，研究了考慮含水率變化情況下糧倉溫度場分布特征。研究成果將為糧倉優(yōu)化設計和糧食安全儲藏提供理論指導。
科學性、先進性及獨特之處
- 系統(tǒng)地測定了水稻、高粱、玉米、小麥等四種谷物的導熱系數隨含水率變化規(guī)律，給出了測試曲線；通過數值模擬研究了考慮含水量變化時糧倉溫度場變化規(guī)律。
應用價值和現實意義
- 實驗給出的谷物導熱性能與含水率的關系曲線，可為糧食加工、糧食安全儲存以及糧倉設計等設計計算提供數據支持。數值模擬解釋的糧倉溫度場分布特征則可為糧倉設計及安全運行提供理論指導。
學術論文摘要
- 為了研究含水率對谷物熱傳導性能的影響，采用熱線法測定了小麥、高粱、水稻、玉米的導熱性能隨含水率的變化關系，測試結果表明，四種谷物的導熱系數隨含水率的變化曲線有相同的趨勢，但由于谷物顆粒內部結構和組分的不同，又各有差異。利用實驗得到的曲線，利用有限元方法，模擬了糧倉溫度場在不同時期的變化規(guī)律，提出了糧食安全儲存的建議。研究成果將為糧食加工及安全儲藏、糧倉設計等提供數據支持，而且為糧倉安全運行，確保糧食安全提供理論指導。
獲獎情況
- 1、Luo Wei, Dai Xibi. Experimental Study on the Effect of Water Content on the Thermal Conductivity of Grains. （2010.10收錄于《2010巖土多場耦合國際學術會議論文集》 ISTP待檢索） 2、 羅偉,戴希碧.含水量對谷物熱傳導性能影響的實驗研究.（2010.4發(fā)表于《安徽農業(yè)科學》國家核心期刊)
鑒定結果
- 情況屬實，同意申報
參考文獻
- 1. 閆艷霞,曹玲芝. 糧倉谷物局部發(fā)熱溫度場數學模型研究與應用[J]. 糧食與食品工業(yè), 2008,15(4):40-42 2. 門艷忠. 北方糧庫倉儲水稻溫度場數學模擬和實驗研究[J]. 農機化研究, 2004, (6): 171~173 3. 張忠進,金文桂. 谷物導熱系數測試的研究[J]. 農業(yè)工程學報, 1995, 11(1): 151~154 4. 龔紅菊,陳坤杰. 大麥導熱系數的實驗測定[J]. 糧油加工與食品機械, 2002, (11): 47~48 5. 謝清華. 熱針法測量材料導熱系數研究[J]. 應用科學學報, 2002, 20(1): 6~9 6. 龔紅菊. 非穩(wěn)態(tài)熱線法測定大麥的導熱系數[J]. 糧食與飼料工業(yè), 2003, (10): 48~49
同類課題研究水平概述
- 在糧倉導熱性能測試方面：目前國內外對于谷物的導熱系數的測定方法普遍采用的是穩(wěn)態(tài)平板法，這類方法的原理是使確定的熱流流過一定厚度的試樣，在試樣兩側造成溫差，通過測量流過試樣熱流密度、試樣的厚度及其兩側的溫差，利用傅立葉定律計算求出試樣的導熱系數。 但是這類方法對于谷物的導熱系數的測量是存在問題的，測試試驗中要求的熱穩(wěn)定時間周期長(一般的測量時間都在十幾個小時以上)，然而在這段時間內，由于測試的谷物中含有水分，這要求實驗中的谷物的含水量必須保持不變，然而由于測試系統(tǒng)的加熱作用，會造成谷物內部的濕遷移，造成水分的流失蒸發(fā)，甚至谷物被烘干，所以測試結果不能反映谷物實際工作狀態(tài)下的物性及其熱傳導性能。作者采用熱線法測定谷物的熱傳導系數，該方法在測試過程中加熱系統(tǒng)對試樣的影響小，僅在靠近熱源處的極小范圍內有幾攝氏度的溫升，且測試時間短，一般只需1～3 min，因此，測試過程中試樣的物性幾乎不會發(fā)生變化。可完全滿足在實際工作狀態(tài)下谷物導熱系數測試的要求。這類方法加熱時間短，在一定程度上確保了谷物的含水量保持不變。這對于谷物的熱傳導性能有著重要的作用。 在糧倉溫度場數值計算方面：目前，對糧倉溫度的檢測是在倉內布置大量的溫度傳感元件，對倉內溫度場實現在線檢測，這樣不但增加了糧倉結構的復雜程度，使儲糧費用增加，而且傳感元件容易損壞，長期儲藏時電氣電路的可靠性下降，給維修和保養(yǎng)增加了很大難度，有時會造成不可挽回的損失。作者通過計算機模擬不同含水率下糧倉溫度場動態(tài)變化，得到了糧倉內部的溫度分布，分析了含水量、糧倉深度等因素對糧倉溫度場分布的影響，在此基礎上進行糧倉優(yōu)化設計和采取相應的溫度控制措施。
