中国作为世界最大的发展中国家,我国的重要战略基础之一就是确保粮食安全。只有立足于国内,才能有效解决全国13亿人口的粮食问题,把饭碗牢牢端在自己手里,而且装好自己的粮食。为实现这一目标,如何装好自己的粮食,并保证储粮的安全也是非常重要的一环。浅圆仓是我国正大力发展的一种新仓型,机械通风是常规的粮食储藏保质和储粮生态系统调控的方法,因此研究浅圆仓在使用不同通风方式时粮堆内部的温度、水分变化规律及通风阻力,探究和设计浅圆仓径向通风工艺,为控制储粮的温度和水分,保证储粮安全以及浅圆仓通风系统的设计和运行提供理论基础。本研究首先根据流体力学原理设计了浅圆仓径向通风工艺,然后采用数值模拟和实验研究相结合的方法,重点模拟分析了浅圆仓径向通风的降温速率和能耗,研究了各种工艺参数对浅圆仓径向通风效率的影响关系,比较了浅圆仓径向、垂直通风时粮堆内部的温度、水分变化规律及其优缺点。最后,开展了径向通风实验仓和垂直通风对照仓的实验研究,测试记录了通风过程中粮堆内部的温度、水分数据,分析粮堆在不同通风方式时内部的降温速率、温度和水分均匀性、通风阻力及能耗,研究浅圆仓径向通风可行性及合理性。具体工作内容如下:1.基于储粮通风原理、多孔介质流体动力学及热质交换原理,提出了完善的针对浅圆仓的径向通风理论基础,并据此设计了针对浅圆仓的新型径向通风工艺。2.建立了浅圆仓径向通风数学、物理模型,采用数值模拟分析的方法,对径向通风工艺进行优化计算,模拟分析和比较了不同中心集风管、垂直支风道结构尺寸下径向通风降温效果及建造运行成本,确定了浅圆仓径向通风的最佳工艺方案。3.开展了针对浅圆仓的径向通风与垂直通风比较研究。基于计算流体动力学方法,模拟比较了浅圆仓径向、垂直通风时的通风阻力(进出口压差)及降温效果。发现当装粮高度较大时,径向通风阻力有明显优势。在通风结束时,径向、垂直通风的降温速率及均匀性结果相差不大,考虑到实际情况,径向通风的降温速率及均匀性具有一定优势。4.完成了浅圆仓径向通风实验仓和垂直通风实验研究。与相关粮库合作,进行通风实验,记录温度、水分情况及通风能耗。发现相比常规机械垂直通风,浅圆仓径向通风没有通风死角,温度、水分均匀性更好,通风降温效率高。且粮食正常储存期间也可利用中心集风管的烟囱效应,提高中心部位的储粮稳定性,预防粮堆内局部热点的产生,提高粮食质量,减少损失。浅圆仓径向通风系统改造安装费用相对传统的地上笼垂直通风较低,由于浅圆仓径向通风降温速率高,通风时间短,通风阻力小,所以径向通风的运行成本更低。通过实验数据与模拟数据的对比,温度变化趋势基本一致,数据误差较小,基本可以验证数学和物理模型的准确性和可行性。通过谷冷通风实验证明径向通风在浅圆仓储粮实际应用是可行的。