就仓储藏是粮食收获以后普遍采用的一种储存方式。粮食作为一种生物体,具有吸湿与解吸湿特征以及呼吸作用。温度和湿度是影响粮食品质和粮堆内空气结露的两个关键因素。外界气温的季节性变化是造成粮堆静态床中温度和湿度变化的主要根源。考虑粮食收获以后,大多时间里都处于自然仓储阶段,即非通风状态下的自然储藏。因此,本文以具有吸湿和解吸湿特征的粮堆仓储过程为研究对象,研究分析其传热传质的规律。本文通过理论分析、数值模拟与实验验证相结合的方法,以典型谷物小麦为多孔介质基质,重点考究局地气候条件下具有复杂热源与湿源的吸湿性多孔介质内部的热湿迁移过程,探究其温度和水分的动态变化规律,为预防储粮发热霉变与结露采取对应措施提供理论依据。外界气温的季节性变化促使仓储粮堆内部的安全水分含量出现波动,原因即是最初的温度梯度导致多孔介质内空气的自然对流和水分的迁移与再分配。从多孔介质内流体自然对流的角度,分析粮堆静态床中流体流动、温度变化及湿度变化的相互作用关系,得出吸湿性多孔介质流场、温度场与湿度场祸合作用的机理。通过吸附等温线反映空气湿度变化对粮食含湿量的影响,一个非稳态非线性的偏微分方程组数学模型被构建。它从数学关系的角度,清晰地揭示了流动与传热传质过程中三者以对流项和源项的形式相耦合。这种扩展的数学模型通过有限元理论加以分析处理,方便数值计算。基于多孔介质局部热质平衡原理和宏观体积平均法,采用多物理场数值模拟技术对8种工况进行仿真。物理模型应用了直径10m,高度10m,充满小麦的圆柱仓,并简化在二维计算区域求解。工况涵盖了近似冬季和夏季两大类,模拟了150天仓储周期内的每一个工况。定壁温和粮温的两种设置是273K和293K(0和20℃),263K和303K(-10和30℃)。类似地,两种初始湿基为14%和18%。然而,所有边界上的水分流动是不可渗透的。底部边界绝热,而顶部与侧面边界等于大气温度。这些边界条件使计算区域变成了轴对称的,因此只取一半轮廓研究展示。结果显示,近似冬季和夏季两大类工况的温湿度变化趋势在自身的各工况中相近。冬季工况下水分从内向顶部和侧面迁移,聚集在相对狭窄的边界附近,形成低温高湿区域。最大湿度值也出现在边界附近。夏季工况下水分从顶部和侧面向内迁移,而最内部又朝边界方向扩散,形成较宽的高温高湿区域。温度变化图显示计算区域的上半部分既有水平方向又有垂直方向的温度梯度,而下半部分只有水平方向的温度梯度。其中4种工况把初始温差20℃增为40℃,湿基14%增为18%来对比考察其温湿度变化。最后,以相似原则实验验证本文数学模型的有效性。