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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- Experimental Study on the Effect of Water Content
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 采用熱線法測(cè)定了四種谷物的導(dǎo)熱性能隨含水率的變化關(guān)系，結(jié)果表明，四種谷物的導(dǎo)熱系數(shù)隨含水率的變化曲線有相同的趨勢(shì)，但由于谷物顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組分的不同，又各有差異。利用實(shí)驗(yàn)得到的曲線，利用有限元方法，模擬了糧倉(cāng)溫度場(chǎng)在不同時(shí)期的變化規(guī)律，提出了糧食安全儲(chǔ)存的建議。研究成果將為糧食加工及安全儲(chǔ)藏、糧倉(cāng)設(shè)計(jì)等提供數(shù)據(jù)支持，而且為糧倉(cāng)安全運(yùn)行，確保糧食安全提供理論指導(dǎo)。
- 詳細(xì)介紹：
- 為了研究含水率對(duì)谷物熱傳導(dǎo)性能的影響，采用熱線法測(cè)定了小麥、高粱、水稻、玉米的導(dǎo)熱性能隨含水率的變化關(guān)系，測(cè)試結(jié)果表明，四種谷物的導(dǎo)熱系數(shù)隨含水率的變化曲線有相同的趨勢(shì)，但由于谷物顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組分的不同，又各有差異。利用實(shí)驗(yàn)得到的曲線，利用有限元方法，模擬了糧倉(cāng)溫度場(chǎng)在不同時(shí)期的變化規(guī)律，提出了糧食安全儲(chǔ)存的建議。研究成果將為糧食加工及安全儲(chǔ)藏、糧倉(cāng)設(shè)計(jì)等提供數(shù)據(jù)支持，而且為糧倉(cāng)安全運(yùn)行，確保糧食安全提供理論指導(dǎo)。
作品圖片
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(duì)谷物熱傳導(dǎo)性能的影響，以水稻、高粱、玉米、小麥等四種作為為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，利用熱線法實(shí)驗(yàn)給出了導(dǎo)熱系數(shù)隨含水率的變化曲線；利用得到的含水率與導(dǎo)熱系數(shù)關(guān)系曲線，通過(guò)有限元數(shù)值模擬，研究了考慮含水率變化情況下糧倉(cāng)溫度場(chǎng)分布特征。研究成果將為糧倉(cāng)優(yōu)化設(shè)計(jì)和糧食安全儲(chǔ)藏提供理論指導(dǎo)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 系統(tǒng)地測(cè)定了水稻、高粱、玉米、小麥等四種谷物的導(dǎo)熱系數(shù)隨含水率變化規(guī)律，給出了測(cè)試曲線；通過(guò)數(shù)值模擬研究了考慮含水量變化時(shí)糧倉(cāng)溫度場(chǎng)變化規(guī)律。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 實(shí)驗(yàn)給出的谷物導(dǎo)熱性能與含水率的關(guān)系曲線，可為糧食加工、糧食安全儲(chǔ)存以及糧倉(cāng)設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)計(jì)算提供數(shù)據(jù)支持。數(shù)值模擬解釋的糧倉(cāng)溫度場(chǎng)分布特征則可為糧倉(cāng)設(shè)計(jì)及安全運(yùn)行提供理論指導(dǎo)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為了研究含水率對(duì)谷物熱傳導(dǎo)性能的影響，采用熱線法測(cè)定了小麥、高粱、水稻、玉米的導(dǎo)熱性能隨含水率的變化關(guān)系，測(cè)試結(jié)果表明，四種谷物的導(dǎo)熱系數(shù)隨含水率的變化曲線有相同的趨勢(shì)，但由于谷物顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組分的不同，又各有差異。利用實(shí)驗(yàn)得到的曲線，利用有限元方法，模擬了糧倉(cāng)溫度場(chǎng)在不同時(shí)期的變化規(guī)律，提出了糧食安全儲(chǔ)存的建議。研究成果將為糧食加工及安全儲(chǔ)藏、糧倉(cāng)設(shè)計(jì)等提供數(shù)據(jù)支持，而且為糧倉(cāng)安全運(yùn)行，確保糧食安全提供理論指導(dǎo)。
獲獎(jiǎng)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(chǎng)耦合國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議論文集》 ISTP待檢索） 2、 羅偉,戴希碧.含水量對(duì)谷物熱傳導(dǎo)性能影響的實(shí)驗(yàn)研究.（2010.4發(fā)表于《安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)》國(guó)家核心期刊)
鑒定結(jié)果
- 情況屬實(shí)，同意申報(bào)
參考文獻(xiàn)
- 1. 閆艷霞,曹玲芝. 糧倉(cāng)谷物局部發(fā)熱溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型研究與應(yīng)用[J]. 糧食與食品工業(yè), 2008,15(4):40-42 2. 門艷忠. 北方糧庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)水稻溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模擬和實(shí)驗(yàn)研究[J]. 農(nóng)機(jī)化研究, 2004, (6): 171~173 3. 張忠進(jìn),金文桂. 谷物導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試的研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 1995, 11(1): 151~154 4. 龔紅菊,陳坤杰. 大麥導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定[J]. 糧油加工與食品機(jī)械, 2002, (11): 47~48 5. 謝清華. 熱針?lè)y(cè)量材料導(dǎo)熱系數(shù)研究[J]. 應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào), 2002, 20(1): 6~9 6. 龔紅菊. 非穩(wěn)態(tài)熱線法測(cè)定大麥的導(dǎo)熱系數(shù)[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(cāng)導(dǎo)熱性能測(cè)試方面：目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于谷物的導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)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(guò)一定厚度的試樣，在試樣兩側(cè)造成溫差，通過(guò)測(cè)量流過(guò)試樣熱流密度、試樣的厚度及其兩側(cè)的溫差，利用傅立葉定律計(jì)算求出試樣的導(dǎo)熱系數(shù)。 但是這類方法對(duì)于谷物的導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量是存在問(wèn)題的，測(cè)試試驗(yàn)中要求的熱穩(wěn)定時(shí)間周期長(zhǎng)(一般的測(cè)量時(shí)間都在十幾個(gè)小時(shí)以上)，然而在這段時(shí)間內(nèi)，由于測(cè)試的谷物中含有水分，這要求實(shí)驗(yàn)中的谷物的含水量必須保持不變，然而由于測(cè)試系統(tǒng)的加熱作用，會(huì)造成谷物內(nèi)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(cè)試結(jié)果不能反映谷物實(shí)際工作狀態(tài)下的物性及其熱傳導(dǎo)性能。作者采用熱線法測(cè)定谷物的熱傳導(dǎo)系數(shù)，該方法在測(cè)試過(guò)程中加熱系統(tǒng)對(duì)試樣的影響小，僅在靠近熱源處的極小范圍內(nèi)有幾攝氏度的溫升，且測(cè)試時(shí)間短，一般只需1～3 min，因此，測(cè)試過(guò)程中試樣的物性幾乎不會(huì)發(fā)生變化。可完全滿足在實(shí)際工作狀態(tài)下谷物導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試的要求。這類方法加熱時(shí)間短，在一定程度上確保了谷物的含水量保持不變。這對(duì)于谷物的熱傳導(dǎo)性能有著重要的作用。 在糧倉(cāng)溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方面：目前，對(duì)糧倉(cāng)溫度的檢測(cè)是在倉(cāng)內(nèi)布置大量的溫度傳感元件，對(duì)倉(cāng)內(nèi)溫度場(chǎng)實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，這樣不但增加了糧倉(cāng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，使儲(chǔ)糧費(fèi)用增加，而且傳感元件容易損壞，長(zhǎng)期儲(chǔ)藏時(shí)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(shí)會(huì)造成不可挽回的損失。作者通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬不同含水率下糧倉(cāng)溫度場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化，得到了糧倉(cāng)內(nèi)部的溫度分布，分析了含水量、糧倉(cāng)深度等因素對(duì)糧倉(cāng)溫度場(chǎng)分布的影響，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行糧倉(cāng)優(yōu)化設(shè)計(jì)和采取相應(yīng)的溫度控制措施。
