[发明专利]一种利用水势图进行粮仓机械通风作业管理和控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及粮食仓储安全管理方法和工程技术，特别是一种利用水势图进行粮仓机械通风作业管理和控制的方法，为粮仓通风作业提供重要依据。

背景技术

粮食是重要的农产品，是关系到国计民生的重要资源。我国现有大量的粮食储备库，每个库都有一定数量的不同形式的粮仓，旨在确保粮食的安全。机械通风作业是确保粮仓内粮食安全的主要技术方法。国外粮食仓储的周期一般在3至6个月时间很短，粮堆的安全状态一般由人工判定和处理。自1998年以来，我国新建了大量的大型粮食储备库，每个库内都建有一定数量的不同形式的粮仓，很多粮仓的单仓容量在5千吨以上，储粮周期很长，如小麦的储藏周期为3年，储藏环境因地域和季节的差异而变化万千。因此，与发达国家比较，我国对粮仓机械通风作业的技术要求，难度更大。

我国粮仓机械通风经历了由经验到模型图表判定、由人工到自动化和智能化的过程，目前我国粮仓机械通风作业技术居国际领先水平。我国粮仓机械通风作业的技术基础是由我国学者吴子丹在1987年提出的粮仓机械通风WU模型所奠定的，由此模型确定了粮堆内部微环境中粮食的绝对湿度或粮食的相对湿度、粮食的水分和粮食温度之间的函数关系，由此关系可以绘制出粮食平衡绝对湿度曲线图。1991商业部发布了《储粮机械通风技术规程》。在此规程中应用WU模型和粮食平衡绝对湿度曲线图确定了粮仓机械通风作业的技术条件，提升我国粮食机械通风作业走向了科学化程度。2013年国家粮食局正在组织行业力量进行升级国家标准的工作。这个规程存在一定的不足，一是由WU模型绘制的粮食平衡绝对湿度曲线图的左下区域即低温区的曲线太密集，不便于查询；二是建立的粮仓机械通风作业技术条件，由对粮食的绝对湿度条件、粮食的温度条件、粮食和空气的露点条件共同决定，决定是否降温、降水和调质机械通风作业，实际应用中不够直观，不便操作人员掌握。

因此，本发明一种利用水势图进行粮仓机械通风作业管理和控制的方法，通过水势图的应用，解决了是否降温、降水和调质机械通风作业在实际应用中不够直观，不便操作人员掌握等缺点，提升了我国粮食湿热调控的科学性和实用性。

发明内容

本发明提出一种利用水势图进行粮仓机械通风作业管理和控制的方法，可解决现有通风作业中因局部重叠和缺漏造成误判。本发明采用如下技术方案实现：

步骤一通过粮情监控系统检测不同粮种粮堆的温度，测量或计算不同粮种粮食水分；

步骤二检测大气的温度及相对湿度，计算得到大气绝对湿度；

步骤三根据现行通风标准，利用检测的数据在水势图上绘制相应的湿热粮堆通风窗口；

步骤四根据绘制的通风窗口及大气温度和绝对湿度进行粮仓机械通风作业管理和控制。

更进一步，步骤三所述水势图的绘制方法如下：

1)确定谷物空气绝对水势图对应的横、纵坐标；其中，横坐标为温度，纵坐标为绝对水势；

2)绘制粮食解吸、吸附绝对水势线；

a.选择谷物的不同水分含量，单位：％，温度度范围，单位：℃；

b.利用数学模型计算粮食平衡相对湿度ERH_r及绝对湿度EAH_r；

c.根据平衡状态下粮仓内部的粮食温度T_g与空气温度T_α等同以及绝对湿度EAH_r，由公式E_g＝RT_αln(EAH_r)计算出粮食解吸、吸附的绝对水势；其中，E_g是粮食的水势，R是气体常数R＝0.461J·mol^-1·K^-1；

d.根据计算得到粮食解吸、吸附的绝对水势值，绘制横坐标为温度，纵坐标为绝对水势的不同水分含量的粮食解吸、吸附的绝对水势线。

3)绘制空气绝对水势线。

a.选取空气的绝对湿度值，单位：PS.mmHg；温度范围值，单位：℃；

b.根据空气的温度T_α和绝对湿度EAH_a，由E_α＝RT_αln(EAH_α)计算空气的绝对水势；其中，E_a表示空气的绝对水势，R是气体常数R＝0.461J·mol-1·K-1；

c.根据计算得到的空气绝对水势值E_a，绘制横坐标为温度，纵坐标为绝对水势的不同绝对湿度的空气绝对水势线；

4)绘制空气饱和绝对湿度线；