基于分层模型的溶液除湿谷物就仓干燥系统性能及能耗

来源：农业工程学报杂志2021年第14期北京时间：

作者：彭冬根,聂江涛,陈文华,

摘要：为实现安全、高效且节能的粮食干燥过程，发展就仓干燥新型技术，该研究提出一种基于分层模型的热泵驱动溶液除湿谷物就仓干燥系统，建立并验证系统中各部件数学模型，模拟了粮堆高度3m、初始水分0.2的稻谷采用通风量为120 m3/(h·t)在空气温度20～32 ℃，相对湿度55%～80%的不同室外天气参数下干燥致顶层稻谷达到安全水分的过程，对干燥完成时间、干燥后顶层稻谷干物质损失（Dry Matter Loss, DML）和白度值（Whiteness）、以及系统单位能耗和总耗能进行研究，并将系统与其他干燥方式进行性能对比分析。结果表明：完成干燥所需时间整体范围为194～358 h，以粮温20和25 ℃为例完成干燥时间均满足安全干燥期要求，确定了干燥时间规范上的可行性；干燥后的顶层稻谷干物质损失为0.33%～0.52%，大部分天气参数满足规范要求而稻谷不发生霉变，白度值为51.331～51.452，干燥后整体白度值降低较小；室外空气经除湿换热后以接近于室外空气温度、低含湿量状态进入粮仓，进而验证了热平衡模型以及薄层干燥方程选取的恰当性；系统单位能耗范围为2.09～3.25 kW·h/(%·t)，总耗能为6 930～9 530 kW·h，室外空气温度较高的时更利于降低系统单位能耗和总能耗，提高干燥的效能；系统与热泵加热干燥相比速率快、能耗少、稻谷相关品质较优，具有优越性。系统在特定天气条件下干燥的时效、稻谷相关品质指标及能耗等方面表现良好，所建立模型适当且准确，可为实现安全、高效且节能的谷物就仓干燥提供一种选择。

关键词：谷物, 干燥, 溶液除湿, 分层模型, 就仓干燥