基于三维湿热传递的玉米籽粒干燥应力裂纹预测

来源：农业工程学报杂志2019年第23期北京时间：

作者：魏硕,陈鹏枭,谢为俊,王凤贺,杨德勇,

摘要：为了揭示热风干燥过程玉米籽粒的应力裂纹形成机理。该文利用图像处理技术构建玉米籽粒的三维几何模型，将湿热传递数学模型与应力模型耦合获得应力信息，并与其屈服应力比较以预测玉米籽粒开裂特性。结果表明：该模型模拟的含水率和温度与试验值的最大误差分别为7.28%和9.64%，可以用于模拟玉米籽粒温度梯度、水分梯度和应力分布变化。干燥过程玉米籽粒的温度、水分梯度和应力表层较大而内部较小，干燥过程玉米籽粒主要受湿应力作用。干燥过程（热风温度40℃～80℃、相对湿度12%～52%）玉米籽粒的最大应力逐渐减小，其随着热风温度的升高而增大、随着相对湿度的升高而减小。玉米籽粒的最大应力在干燥前期大于其屈服应力而发生开裂，较低的温度和较高的相对湿度可以抑制玉米籽粒在干燥前期形成裂纹。研究结果为预测干燥过程玉米籽粒应力裂纹提供参考。

关键词：干燥, 应力, 模型, 玉米籽粒, 湿热传递, 水分梯度, 应力裂纹