[发明专利]一种粮食质热传递和结露参数检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种粮食质热传递和结露参数检测装置及粮食质热传递和结露参数检测的方法，所述粮食质热传递和结露参数检测包括一个长方体模拟实验仓，模拟实验仓的各壁面均为内外两层结构，各壁面的内层围成一个长方体空腔；模拟实验仓相对的两个仓壁分别连接有冷源、热源；模拟实验仓的冷热壁面上分别设置有若干个取样口和壁面温度检测口；在内腔中央处可放置外加热源的立方体。本发明可用于检测粮食湿热传递规律及结露临界参数，揭示粮堆的质热传递现象与微环境因子的耦合关系，对指导改进粮食储藏条件，预防结露，减少粮食损失具有重要意义。

技术领域

本发明涉及粮食储藏领域，具体涉及一种粮食质热传递检测装置及测量粮堆结露临界参数的方法。

背景技术

我国现有约1.5亿吨的储备粮，储备粮安全是国家战略需求。据统计，我国每年国家储备粮损失率约为0.5%~1%，若以国家储备粮动态数量为1.5亿吨估算则损失量达75~150万吨；全国农户每年储粮损失率约为8%，粮食损失量高达2000万吨，粮食结露及发热霉变是造成粮食损失的主要原因，其中，粮食结露一直是较难攻克的难题。

目前，国内关于粮食储藏结露临界参数的研究较少，涉及粮食储藏领域多场耦合的基础研究滞后于实际应用及需求，单纯基于抽象假设的数学模型模拟难以指导实际应用需求。本课题在借鉴国内外的研究基础上，针对粮堆的质热传递现象建立一种粮食质热传递检测装置，该装置模拟粮库内粮食的多种储藏状态和不同的质热传递方向，用于检测粮食热传递规律及结露临界参数，揭示粮堆的质热传递现象与微环境因子的耦合关系。结合我国各地储藏粮情，通过研究粮堆内热量和水分传递以及分布的规律，解决在实仓粮食储藏过程中对结露发生的位置和时间的预测以及粮温变化趋势，指导改进粮食储藏条件，对于减少粮食损失和节约资源都具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种不仅可以研究粮堆中湿热转移规律，还可以监测粮堆结露临界参数及测量粮堆结露临界参数的方法的粮食质热传递检测装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种粮食质热传递检测装置，包括装置主体，所述装置主体为一个底面为长方形的长方体模拟实验仓，模拟实验仓的各壁面均为内外两层结构，各壁面的外层和各壁面的内层之间围成一个环形空腔（且不互通），各壁面的内层之间围成一个内腔；模拟实验仓相对的两个壁面分别连接有冷源、热源；冷热壁面上分别设置有若干个取样口和温度检测口。

优选的，所述外腔长1.2m，宽0.9m，高1.1m，内腔长0.8m，宽0.8m，高1.0m的立方体模拟实验仓，两个1.2m×1.1m壁面采用的是中空设计，中空厚度为20.0cm，分别连接冷源、热源，称为冷壁面和热壁面；冷壁面和热壁面靠近外壁之间一侧均设有5.0cm的隔热保温材料，其他侧壁及仓盖的内外层之间的距离为5cm，并在5cm的壁间充填隔热保温材料，仓体内可放置人造热源的立方体的边长为20cm。

优选的，所述冷热壁面上设置的壁面温度检测口的个数均为5个，设置的粮食取样口的个数为均12个，1个进风口和1个回风口；仓盖顶部设计有2个预留口，放置温湿电缆。

优选的，所述壁面温度检测口是按照如下方式设置的，其中四个壁面温度检测口分别位于壁面的四角，剩余一个壁面温度检测口位于壁面中心，四角的温度检测口距壁面外沿距离为40cm、距仓顶或仓底的距离为16cm。

一种测量粮堆结露临界参数的方法：包括以下步骤：

1）通过设定冷、热泵不同的高温输出端和低温输出端的温度来检验冷、热泵的工作性能，待冷、热泵调控系统稳定后，设定高温和低温后分别记录高温输出端和低温输出端温度达到设定温度时的工作时长。若输出端温度在设定温度±0.5℃范围内，则满足调温要求；若输出端温度稳定后可恒温持续工作时长不低于1h，则满足系统稳定性要求；