分形通风系统对房式仓通风作用效果模拟研究

摘要

[目的]为解决粮堆通风死角问题，探究分形结构在通风过程作用效果和对通风均匀性的影响。[方法]提出多孔介质(沙砾)填料包裹变截面通风管道通风系统；通过矩形单元体构形最小流阻优化方法得到分形结构相关参数，将根据优化参数设计的分形支管与变截面通风管结合，提出多孔介质填料包裹变截面管道加分形结构通风系统。粮食种类选用稻谷，填料层多孔介质材料选用沙砾，对2种通风系统进行通风降温仿真研究，模拟初温为300 K粮仓通入恒温为293 K的冷风降温过程，通风时间均持续7.5 d,对比2种通风系统的速度场和温度场。[结果]在非分形通风系统，通风死角区域绝大部分处在填料层，粮堆各区域通风强度得到保证，但强通风与强降温区域集中在通风管附近及其上方区域，降温均匀性不佳。在分形通风系统，通风死角区域被控制在通风管及分形支管下方位置，从速度场看粮堆各区域通风更加均匀，粮堆各区域降温均匀性较好，最大温差由2.8 K降低到1.3 K。从通风均匀性指数可知，分形通风系统整体通风均匀性较好，均匀性指数达0.919。[结论]沙砾填料层可帮助粮堆避开大部分通风死角，分形结构在通风弱区可有效增强通风强度，在提升温降均匀性方面效果优异。

关键词

通风系统 / 数值仿真 / 多孔介质填料 / 分形结构