含热源粮堆温度场数值模拟.pdfVIP

含热源的粮堆温度场数值模拟 吴建军 祝玉华 甄 彤 郭 嘉 河南工业大学信息科学与工程学院，河南 郑州 450001 为研究有热源的粮堆内部热传导问题，本文构建了含热源粮堆温度传递数学模型， 通过应用软件研究不同导热系数以及热源位置对粮堆温度场的影响。经实验验证，模型的仿真与 实际情况契合度高，导热系数与热源位置都与粮堆热量传导有着密切联系，为寻找粮堆内部温度 异常点做理论基础。 数学模型 ;温度场 ;数值模拟 墅一．一一一 ；一一。一堡垒笪塞垫垄皇篁堡兰查奎壅叁篓塞叁。；．。一。一曼曼笪童塑墼童垦舅 因为热源位于粮食中间，可以分为2个相同的对称面，为简化模型计算，先只考虑一个对称面的情况。 1．2控制方程与边界条件 因为粮食内部热源是持续发热的，所以粮食内部的温度也会随着时间的改变而发生变化‘5一．】，所以其 导热控制方程如公式1．1所示： 警吲等+等+舅，+吼忙 “ 其中z、y、2是坐标抽的参数，口为热扩散率，舶是粮食内部热源发热的强度IID为粮食的密度，与粮食 种类有关，c为比热容。 边界条件如下所示： 其中4个绝热面满足公式1．2 —aT．_(一r)；0 1．2 公式1．2中TCr)表示绝热面上的温度， 竹表示与绝热面处置方向上的几何位置参数。 试验箱顶面与空气接触的面满足公式1．3。 ‘ 一A警=^，(T(r)一T，) 1．3 公式1．3中H，表示外界对流热系数，T，表示外界温度。 对称部分满足公式1．4： 驾盟I一 1．4。 百I，。o 粮食内部热源部分满足公式1．5： T(r)一333K 模型初始条件为： T(x，y，2，0)293K 1．3数值模拟网络的划分 该计算模型的网络按照gambit划分，此模型具有简单的结构，可以对试验箱的六个面进行网络划分。 此模型所采用的网格节点数为85111． 2模型检验 检验数值模拟的准确性一般有以下两种方法。 (1)将CPD模拟结果与实际情况对比，从而判断模型的准确可行性。 (2)将CPD模拟结果与理论分析结果进行对比，从而判断模型的准确可行性。 本将将通过实际试验的方式进行模型准确性检验，本文通过计算模型中固定一点的温度随时同走势 与实际试验通过传感器测得的实际数据进行对比分析． 用一柱形电阻发热器作为粮食内部的热源，模拟粮食中温度异常点。 根据以上粮堆温度模型研究，现取粮食样品放入矩形试验箱中．其中试验箱长为50CM，宽为50CM, 高为30CM，并在试验箱中放置一柱形电阻发热器，模拟粮食中温度异常发热源． 试验器材包括： ·462· (1)试验箱。 (2)温度传感器． (3)米尺． (4)热源(电阻棒)． (5)粮食样品。 (6)电源、电线、插座等。 试验步骤。 (1)将粮食样品放入试验箱中。 (2)量取试验箱尺寸。 (3)将温度传感器固定在粮食中． (4)打开热源。 (5)每个lo个小时，记录传感器传递出来的数据。 结果图1所示； 315 310 磁305 蔷300 295 290 0 20 40 60 时间(h)