[发明专利]粮堆气流阻力与传热特性测量用模拟粮仓装置及测量方法

说明书

本发明涉及一种粮堆气流阻力与传热特性测量用模拟粮仓装置及测量方法，模拟粮仓装置包括装置架和竖向加载机构，装置架上设置有竖向布置的模拟筒仓，模拟筒仓的底部为进气口，进气口连接有气源，进气口处设置有气体分布板，竖向加载机构包括能在模拟筒仓内腔中上下移动的加载板，加载板上设置有透风孔，竖向加载机构还包括通过第一铰接结构与装置架铰接相连的加载杠杆及用于对加载杠杆加载的加载结构，加载杠杆位于模拟筒仓的下侧，竖向加载机构还包括设置于模拟筒仓外围的竖向布置的传力架，传力架上端与加载板相连，传力架下端通过第二铰接结构与加载杠杆相连。本发明解决了现有的竖向加载形式结构复杂且会增加产品高度的技术问题。

技术领域

本发明涉及粮食存储安全技术领域，尤其涉及一种粮堆气流阻力与传热特性测量用模拟粮仓装置及测量方法。

背景技术

我国是产粮大国，同时也是储藏粮食最多的国家之一。粮食储藏是将谷物从收获到加工过程中必不可少的一个阶段，粮食在粮仓的储藏过程中，由于储藏过程中的温度、湿度不合适，容易出现结露、虫害、霉变等问题，这是粮食损失的主要原因。

为了消除或减少储藏过程中粮堆温度和湿度变化，需要持续监测仓内粮堆的气流及温湿度状况。粮仓中通常采用机械通风除去谷物中的多余水分或降低谷物的温度。通风过程在很大程度上取决于流经散状谷物空气的气流阻力，通过粮堆的空气不均匀流动可能导致粮食降温不均匀，使粮堆存在局部高温点。

粮堆中不同堆高处的竖向压力分布不同，随着粮堆深度的增加，粮堆的竖向压力增加，使得粮堆被压缩密实，也就是说不同深度的粮堆空隙率不同，空隙率在粮堆内部是分布不均匀的。孔隙率是通风设计优化及其智能控制的重要特征参数，它会影响谷物曲折度、干燥相界面的有效蒸发面积、粮堆的热传导系数和粮堆中的气流阻力，因此研究受压作用下粮堆的气流阻力与传热特性具有重要意义。

现有的大部分通风装置忽视了粮堆竖向压力作用下，粮堆内部孔道的复杂性，对通风期间散装谷物中的气流阻力与温度传递研究偏差较大，难以预测仓内粮食与气体间的相互作用情况。也有通过在粮堆上面设置液压缸对粮堆进行竖向加载，这种加载方式需要设置较高的反力支架，结构复杂，设置成本较高，且会导致整个模拟粮仓高度较高，对模拟粮仓整体强度要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粮堆气流阻力与传热特性测量用模拟粮仓装置，以解决现有的竖向加载形式结构复杂且会增加产品高度的技术问题；本发明的目的还在于提供一种使用该模拟粮仓装置的测量方法。

为解决上述技术问题，本发明中粮堆气流阻力与传热特性测量用模拟粮仓装置的技术方案如下：

粮堆气流阻力与传热特性测量用模拟粮仓装置，包括装置架和竖向加载机构，其特征在于：装置架上设置有竖向布置的模拟筒仓，模拟筒仓的底部为进气口，进气口连接有气源，进气口处设置有气体分布板，竖向加载机构包括能在模拟筒仓内腔中上下移动的加载板，加载板上设置有透风孔，竖向加载机构还包括通过第一铰接结构与装置架铰接相连的加载杠杆及用于对加载杠杆加载的加载结构，加载杠杆位于模拟筒仓的下侧，竖向加载机构还包括设置于模拟筒仓外围的竖向布置的传力架，传力架上端与加载板相连，传力架下端通过第二铰接结构与加载杠杆相连。

加载结构包括用于设置于加载杠杆一端的加载砝码，第二铰接结构位于第一铰接结构与加载砝码之间，加载砝码距离第二铰接结构的距离是第一、第二铰接结构之间间距的4～15倍。

加载结构还包括用于套设于加载杠杆一端的平衡锤，平衡锤、加载砝码分别位于加载杠杆的两端。

传力架包括位于模拟筒仓两侧的传力杆、固定于传力杆上端的上传力板和固定于传力杆下端的下传力板，第二铰接结构设置于下传力板与加载杠杆之间，上传力板上螺纹连接有竖向布置的加载杆，加载杆的下端与加载板相连。