粮堆温度场实测结果与数值模拟分析

论文摘要

粮仓内粮堆的温度一直是影响粮食安全储藏的主要因素，目前国内外检测粮仓内粮堆温度的方法主要是，在粮仓内布置一定数量的测温设备来实现实时检测粮堆温度的变化。但是，这种做法存在硬件结构复杂，电气元件过多，可靠性低等缺点。本文主要从以下几个方面对山东聊城小麦仓、重庆铜梁稻谷仓内粮堆的温度场进行分析。1、通过对粮仓内粮堆的实测温度进行分析，得出粮仓内粮堆的温度变化主要是受外界环境的影响。粮堆内、外的温度变化趋势是不同的，粮堆表层的温度受外界环境的影响大，变化明显变化幅度大；粮堆内部的温度受外界环境的影响小，变化平缓变化幅度小。另外，粮堆温度受外界环境影响较明显的区域仅位于表层很薄的一段范围之内。2、分别对两仓建立有限元模型并进行有限元计算分析。经分析得出，有限元计算结果和实测结果吻合的很好，这说明利用有限元模拟粮仓内粮堆的温度场是可行的。3、由实测温度曲线和计算结果温度曲线都可以得出，粮仓内粮堆的温度变化平缓，没有突变现象。4、利用有限元法不仅可以计算出粮堆内任意点的温度值，而且可以将粮堆的的温度分布以直观的方式表现出来，如果将有限元法与粮堆温度测试系统结合，便可以实现粮仓温度监测的数字加可视化控制的。5、基于热传导基本理论和粮仓温度检测要求，提出了距离－时间－温度曲线与时间-温度曲线的概念，在粮食的热物理参数已知的情况下就可以确定距离－时间－温度曲线，由该曲线可以估算粮仓温度传感器的设置距离和温度检测的时间间隔，为确定粮仓温度传感器的间距和采集温度的时间间隔提供了一种参考依据和方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 完成的工作
• 第二章 热传导有限元基本方程
• 2.1 传热学基本原理[36]
• 2.1.1 热传导定律
• 2.1.2 热传导微分方程
• 2.1.3 传热学中的初始条件和边界条件
• 2.2 热传导有限元基本方程
• 2.2.1 温度场的变分
• 2.2.2 温度场有限元方程
• 2.2.3 算例
• 2.3 ANSYS 中部分热分析单元简介
• 第三章 粮食热物性参数的确定
• 3.1 实验原理简介
• 3.2 试验结果
• 3.2.1 聊城小麦热性能参数实验结果
• 3.2.2 铜梁稻谷试验结果
• 第四章 粮仓温度实测结果分析
• 4.1 山东聊城粮仓温度实测结果分析
• 4.1.1 聊城粮仓温度实测测点布置与实测时间
• 4.1.2 聊城粮仓温度实测结果与分析方法
• 4.1.3 聊城粮仓温度实测结果分析
• 4.2 重庆铜梁粮仓温度实测结果分析
• 4.2.1 铜梁粮仓温度实测测点分布与实测时间
• 4.2.2 铜梁粮仓温度实测结果与分析方法
• 4.2.3 铜梁粮仓温度实测结果分析
• 4.3 小结
• 第五章 粮堆温度场有限元模拟
• 5.1 建立有限元模型
• 5.1.1 山东聊城仓有限元模型
• 5.1.2 重庆铜梁仓有限元模型
• 5.2 有限元计算结果分析
• 5.2.1 山东聊城仓有限元计算结果分析
• 5.2.2 重庆铜梁仓有限元计算结果分析
• 5.3 有限元计算结果与实测值对比分析
• 5.3.1 曲线对比分析
• 5.3.2 数值对比分析
• 5.4 小结
• 第六章 距离－时间－温度曲线
• 6.1 距离－时间－温度曲线[52]
• 6.2 时间－温度曲线
• 6.3 小结
• 第七章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 对以后研究的建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历