浅圆仓机械通风对粮堆水分的影响

1、浅圆仓机械通风对粮堆水分的影响吴晓江 魏祖国 刘伟(大连北良有限公司 116001)摘要 探讨低温季节浅圆仓机械通风对粮食水分的影响。实践表明，使用离心风机采取压入式机械通风会对粮堆水分造成0.5%左右的损失，尤其是粮堆底层的水分降低十分明显；而对一定高度以上的粮食水分影响不明显。同时，探讨了机械通风过程中冷却前沿与干燥前沿的进度关系。关键词 机械通风 粮堆水分 冷却前沿 干燥前沿在机械通风中，降温和降水往往是同时存在的。在粮堆中存在两个随气流方向移动的锋面，既冷却前沿和干燥前沿。两个前沿的移动速度是不同的，一般资料中，往往只是提到：冷却前沿移动速度远大于干燥前沿。没有具体比较出两者的进度差距

2、。1 研究材料情况1.1 仓房情况：北良公司高大浅圆仓，仓体檐高45.8m，内径32m，仓底配有8台固定式高压离心风机，每仓有8条通风地槽（一机一道），呈放射形布置；通风地槽的面积约占仓底面积的42%。仓顶配有8台轴流风机。另有八个自然通风口和一个人孔。1.2 仓底离心风机风机参数：单机功率为55kw，压力为5,513Pa，风量为24,750m3/h。1.3 仓顶轴流风机参数：单机功率4.2 kw，风压242 Pa，风量36745 m3/h1.4 粮情检查及粮温测量装置：仓内24根固定测温电缆，电缆平均间距4.5m，每根电缆纵向测温点间距2m。使用的是OPI测温系统。手持式温湿度检测仪（VAI

3、SALA），芬兰产。1.5 粮食取样设备：深层扦样器，美国产。1.6 粮食水分检测装置：烘箱、天平。1.7 实验仓粮食初始情况：东北黄玉米，二等，数量 24105t ， 粮层高度40 m ， 粮食水分13.9%，杂质0.8%, 平均粮温 14.0 2 研究方法2.1 通风目标降低平衡粮堆温度，平衡粮层水分，将仓内粮食的平均温度控制在5左右；电缆测温点每层温差小于1/层。为达到这一目标，计划通风120125h。同时，对通风前后粮堆的水分取样进行对比分析。2.2 通风时机参考大连市气象台发布的天气预报，在5天内无雨、雪、雾等天气，环境气温在-33之间（最高不超过5，最低不能低于-3），即可进行通风

4、作业。（根据北良港区历史温湿度记录统计及分析，冬春季在正常天气情况，温度平均在（-51） 湿度基本在60%以下，考虑到北良高大浅圆仓仓底大功率风机加温降湿的特点，通风期间湿度范围不予以考虑）2.3 通风作业操作： 通风作业前平整粮面 通风前及通风过程中使用深层扦样器扦样，对整仓水分进行测量及变化分析（选择有代表性的三个点，自粮面至仓底，垂直方向每1.2m（取样管长度）取一个综合样品，取平均值）。 通风具体操作按照机械通风操作规程执行。 通风过程中每24h左右记录一次时时粮温，并记录环境温湿度。3 数据记录3.1 通风过程中粮温变化情况（表1）电缆层数通风前通风26h通风51h通风75h通风95

5、h通风124hS2013.713.213.012.812.06.2S1913.213.513.212.911.25.9S1813.313.513.212.610.05.3S1713.313.313.212.28.94.6S1613.413.413.411.87.53.9S1513.813.613.610.97.03.3S1413.813.413.49.66.32.9S1313.713.213.08.45.83.1S1213.513.212.87.45.23.5S1113.513.412.47.04.34.0S1013.813.711.77.03.54.3S913.813.510.36.73.0

6、4.5S813.912.88.65.83.25.1S714.011.47.24.33.75.2S614.29.86.93.24.64.6S514.38.07.22.84.23.7S414.06.97.43.14.23.2S313.96.65.93.54.33.0S213.87.02.44.55.73.1S114.36.73.76.33.63.1平均粮温13.811.510.17.65.94.1注：S1为粮堆底层，S20为粮堆表层，依次类推。3.2 通风期间环境温湿度记录（表2）时间12.912.1012.1112.1212.1312.1412.17湿度62%67%75%65%75%81%44%

7、最高温度2.02.01.05.0-4.02.01.0最低温度-2.5-1-1-3.5-5.0-4.0-2.03.3 能耗统计及计算总电耗51552Kw·h，总电费30931元，单位能耗0.22Kw·h/·t3.4通风过程中水分梯度变化（表3）粮层通风前通风27h通风83h通风120h第1节13.913.9 14.1 14.2 第2节13.9 13.9 14.1 14.2 第3节14.1 14.1 14.1 13.8 第4节14.1 14.1 14.1 13.9 第5，6节13.6 13.9 13.7 13.9 第7，8节14.0 14.0 13.7 13.8 第9

8、，10节14.2 14.1 13.8 14.0 第11，12节14.3 14.2 13.8 13.9 第13，14节14.0 14.0 13.6 13.8 第15，16节14.3 14.2 14.1 14.3 第17，18节14.4 14.4 13.8 14.0 第19，20节14.1 14.1 14.2 14.1 第21，22节13.7 13.9 13.5 13.8 第23，24节13.7 14.0 13.9 13.9 第25，26节13.7 13.8 13.7 13.5 第27节13.5 13.7 13.8 13.6 第28节13.5 13.7 13.8 13.4 第 29 节14.0 1

9、3.9 13.5 13.7 第 30 节14.1 14.0 13.6 13.3 第 31节13.8 13.8 13.2 12.8 第 32节13.5 13.5 12.0 11.9 第 33节13.0 13.8 11.1 10.6 第 34节14.0 12.7 10.6 10.7 平均13.89 13.90 13.47 13.44 注：第1节为粮堆表层，第34节为粮堆底层，依次类推。4 结果分析4.1 从表1中可以看出，粮堆冷却层从下向上逐步移出粮堆，首先是最下层的粮食最先接触冷空气而使温度下降，通风过程中，冷空气的交换使粮堆下层的热空气逐层向上层推移。在此过程中，在粮堆内局部点会出现暂时的升温

10、现象，随着通风的继续，此现象会消失。实际上粮堆水分也是类似的一个变化情况（见表3）。只是置换的速度非常慢。4.2 通过对机械通风前后的整仓水分的测量及分析（见表3），可以看出机械通风对粮堆底部的水分影响很大，一般能下降13个百分点左右。而整仓水分的变化在0.5个百分点左右。随着通风时间的增加，影响的粮层厚度也会有所增加。可以初步判断的是：通风120h，能够影响的粮层厚度在6m左右的水分；而6m以上粮层的水分，基本上没有太大的变化。4.3 分析浅圆仓机械通风之所以能对底部粮食的水分产生这么大的影响，主要是因为大功率的离心风机工作时，由于风机叶片在运转时产生一定的热量，空气通过风机时有一定的增温，

11、从而降低了入仓空气的相对湿度。这个增温的幅度随着风机功率、叶片转速的不同而不同（如下表4），本实验中使用的风机加温在5左右。而温度升高5，会使空气的相对湿度降低25%左右；大连地区在冬季期间，空气中的湿度一般会在45%75%之间（可能会更低），经过离心风机叶片增温后，实际进入仓内粮堆的空气湿度在20%40%之间，而对实际的入仓温度的要求在5左右，这就使得仓内粮食（底层）的温湿度在通风阶段是处于5/40%左右（湿度可能更低）。查询“粮食平衡水分表”可以得知：这个温湿度时的玉米平衡水分为11.411.1%。粮堆底部在通风期间处于上述的温湿度，底部粮食的水分就会逐渐“平衡”到11.4（或更低），表现

12、在实际中，则是“失水”。而粮堆中上层的温湿度在通风期间处于动态平衡，水分的变化基本上不大。表4 不同功率的风机加温幅度对比风机功率（kw）554522转速（转/分）297014802900增温幅度（）55.53.54.533.54.4 通过图1的比较，可以看出机械通风过程中冷却前沿与干燥前沿的进度关系：干燥前沿的进度大大滞后于冷却前沿的进度。（在此把水分有0.5%以上的减少视作干燥）图1：冷却前沿与干燥前沿移动速度的关系5 结论5.1 浅圆仓使用离心风机采取压入方式进行机械通风作业时，降温往往伴随降水，降水幅度一般在0.5%左右。5.2 降温通风结束后，干燥前沿远没有移出粮面，由此可见，粮堆高度超过一定高度，整仓的降水通风不容易实现。机械通风一般都在低温季节，即秋、冬、春季进行，根据储粮生态区域划分，东北地区的