一種利用水勢圖進(jìn)行糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)管理和控制的方法
【專利摘要】一種利用水勢圖進(jìn)行糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)管理和控制的方法，主要包括以下步驟：1.通過糧情監(jiān)控系統(tǒng)檢測不同糧種糧堆的溫度，測量或計(jì)算不同糧種糧食水分；2.檢測大氣的溫度及相對(duì)濕度，計(jì)算得到大氣絕對(duì)濕度；3.根據(jù)現(xiàn)行通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，利用檢測的數(shù)據(jù)在水勢圖上繪制相應(yīng)的濕熱糧堆通風(fēng)窗口；4.根據(jù)繪制的通風(fēng)窗口及大氣溫度和絕對(duì)濕度進(jìn)行糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)管理和控制。本發(fā)明繪制了適合糧食通風(fēng)降溫、通風(fēng)降水和通風(fēng)調(diào)質(zhì)的糧食空氣絕對(duì)水勢圖，完善了糧食濕熱調(diào)控窗口技術(shù)和規(guī)程，改善了原有技術(shù)在低溫區(qū)域密集容易出現(xiàn)錯(cuò)判的缺點(diǎn)。
【專利說明】一種利用水勢圖進(jìn)行糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)管理和控制的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及糧食倉儲(chǔ)安全管理方法和工程技術(shù)，特別是一種利用水勢圖進(jìn)行糧倉 機(jī)械通風(fēng)作業(yè)管理和控制的方法，為糧倉通風(fēng)作業(yè)提供重要依據(jù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 糧食是重要的農(nóng)產(chǎn)品，是關(guān)系到國計(jì)民生的重要資源。我國現(xiàn)有大量的糧食儲(chǔ)備 庫，每個(gè)庫都有一定數(shù)量的不同形式的糧倉，旨在確保糧食的安全。機(jī)械通風(fēng)作業(yè)是確保糧 倉內(nèi)糧食安全的主要技術(shù)方法。國外糧食倉儲(chǔ)的周期一般在3至6個(gè)月時(shí)間很短，糧堆的 安全狀態(tài)一般由人工判定和處理。自1998年以來，我國新建了大量的大型糧食儲(chǔ)備庫，每 個(gè)庫內(nèi)都建有一定數(shù)量的不同形式的糧倉，很多糧倉的單倉容量在5千噸以上，儲(chǔ)糧周期 很長，如小麥的儲(chǔ)藏周期為3年，儲(chǔ)藏環(huán)境因地域和季節(jié)的差異而變化萬千。因此，與發(fā)達(dá) 國家比較，我國對(duì)糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)的技術(shù)要求，難度更大。
[0003] 我國糧倉機(jī)械通風(fēng)經(jīng)歷了由經(jīng)驗(yàn)到模型圖表判定、由人工到自動(dòng)化和智能化的過 程，目前我國糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)技術(shù)居國際領(lǐng)先水平。我國糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ) 是由我國學(xué)者吳子丹在1987年提出的糧倉機(jī)械通風(fēng)WU模型所奠定的，由此模型確定了糧 堆內(nèi)部微環(huán)境中糧食的絕對(duì)濕度或糧食的相對(duì)濕度、糧食的水分和糧食溫度之間的函數(shù)關(guān) 系，由此關(guān)系可以繪制出糧食平衡絕對(duì)濕度曲線圖。1991商業(yè)部發(fā)布了《儲(chǔ)糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù) 規(guī)程》。在此規(guī)程中應(yīng)用WU模型和糧食平衡絕對(duì)濕度曲線圖確定了糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)的技 術(shù)條件，提升我國糧食機(jī)械通風(fēng)作業(yè)走向了科學(xué)化程度。2013年國家糧食局正在組織行業(yè) 力量進(jìn)行升級(jí)國家標(biāo)準(zhǔn)的工作。這個(gè)規(guī)程存在一定的不足，一是由WU模型繪制的糧食平衡 絕對(duì)濕度曲線圖的左下區(qū)域即低溫區(qū)的曲線太密集，不便于查詢；二是建立的糧倉機(jī)械通 風(fēng)作業(yè)技術(shù)條件，由對(duì)糧食的絕對(duì)濕度條件、糧食的溫度條件、糧食和空氣的露點(diǎn)條件共同 決定，決定是否降溫、降水和調(diào)質(zhì)機(jī)械通風(fēng)作業(yè)，實(shí)際應(yīng)用中不夠直觀，不便操作人員掌握。
[0004] 因此，本發(fā)明一種利用水勢圖進(jìn)行糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)管理和控制的方法，通過水 勢圖的應(yīng)用，解決了是否降溫、降水和調(diào)質(zhì)機(jī)械通風(fēng)作業(yè)在實(shí)際應(yīng)用中不夠直觀，不便操作 人員掌握等缺點(diǎn)，提升了我國糧食濕熱調(diào)控的科學(xué)性和實(shí)用性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提出一種利用水勢圖進(jìn)行糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)管理和控制的方法，可解決現(xiàn) 有通風(fēng)作業(yè)中因局部重疊和缺漏造成誤判。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] 步驟一通過糧情監(jiān)控系統(tǒng)檢測不同糧種糧堆的溫度，測量或計(jì)算不同糧種糧食水 分；
[0007] 步驟二檢測大氣的溫度及相對(duì)濕度，計(jì)算得到大氣絕對(duì)濕度；
[0008] 步驟三根據(jù)現(xiàn)行通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，利用檢測的數(shù)據(jù)在水勢圖上繪制相應(yīng)的濕熱糧堆通風(fēng) 窗口；
[0009] 步驟四根據(jù)繪制的通風(fēng)窗口及大氣溫度和絕對(duì)濕度進(jìn)行糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)管理 和控制。
[0010] 更進(jìn)一步，步驟三所述水勢圖的繪制方法如下：
[0011] 1)確定谷物空氣絕對(duì)水勢圖對(duì)應(yīng)的橫、縱坐標(biāo)；其中，橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)為絕 對(duì)水勢；
[0012] 2)繪制糧食解吸、吸附絕對(duì)水勢線；
[0013] a.選擇谷物的不同水分含量，單位：％，溫度度范圍，單位：°C ;
[0014] b.利用數(shù)學(xué)模型計(jì)算糧食平衡相對(duì)濕度ER&及絕對(duì)濕度EA& ;
[0015] C.根據(jù)平衡狀態(tài)下糧倉內(nèi)部的糧食溫度Tg與空氣溫度Ta等同以及絕對(duì)濕度 EAH,，由公式Eg = RTa In (EAH,)計(jì)算出糧食解吸、吸附的絕對(duì)水勢；其中，Eg是糧食的水勢， R 是氣體常數(shù) R = 〇· 461J · πιοΓ1 · Γ1 ;
[0016] d.根據(jù)計(jì)算得到糧食解吸、吸附的絕對(duì)水勢值，繪制橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)為絕對(duì) 水勢的不同水分含量的糧食解吸、吸附的絕對(duì)水勢線。
[0017] 3)繪制空氣絕對(duì)水勢線。
[0018] a.選取空氣的絕對(duì)濕度值，單位：PS. mmHg ;溫度范圍值，單位：°C ;
[0019] b.根據(jù)空氣的溫度Tα和絕對(duì)濕度EAHa，由Eα = RTα In (EAHa)計(jì)算空氣的絕對(duì)水 勢；其中，Ea表示空氣的絕對(duì)水勢，R是氣體常數(shù)R = 0. 461J*mol-l ·Κ-1 ;
[0020] C.根據(jù)計(jì)算得到的空氣絕對(duì)水勢值Ea，繪制橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)為絕對(duì)水勢的 不同絕對(duì)濕度的空氣絕對(duì)水勢線；
[0021] 4)繪制空氣飽和絕對(duì)濕度線；
[0022] a.選取溫度范圍，單位：°C。
[0023] b.由式

【權(quán)利要求】
1. 一種利用水勢圖進(jìn)行糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)管理和控制的方法，其特征在于，包括以下 步驟： 步驟一通過糧情監(jiān)控系統(tǒng)檢測不同糧種糧堆的溫度，測量或計(jì)算不同糧種糧食水 分； 步驟二檢測大氣的溫度及相對(duì)濕度，計(jì)算得到大氣絕對(duì)濕度； 步驟三根據(jù)現(xiàn)行通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，利用檢測的數(shù)據(jù)在水勢圖上繪制相應(yīng)的濕熱糧堆通風(fēng)窗Π； 步驟四根據(jù)繪制的通風(fēng)窗口及大氣溫度和絕對(duì)濕度進(jìn)行糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)管理和控 制。如權(quán)利要求1所述一種利用水勢圖進(jìn)行糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)管理和控制的方法，其特征 于，步驟三所述水勢圖的繪制方法如下： 1) 確定谷物空氣絕對(duì)水勢圖對(duì)應(yīng)的橫、縱坐標(biāo)；其中，橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)為絕對(duì)水 勢； 2) 繪制糧食解吸、吸附絕對(duì)水勢線； a. 選擇谷物的不同水分含量，單位：％，溫度度范圍，單位：°C; b. 利用數(shù)學(xué)模型計(jì)算糧食平衡相對(duì)濕度ERHr及絕對(duì)濕度EA& ; c. 根據(jù)平衡狀態(tài)下糧倉內(nèi)部的糧食溫度Tg與空氣溫度Ta等同以及絕對(duì)濕度EAHr，由 公式Eg =RTaIn(EAH)計(jì)算出糧食解吸、吸附的絕對(duì)水勢；其中，Eg是糧食的水勢，R是氣 體常數(shù)R= 〇· 461J·πιοΓ1 ·Γ1 ; d. 根據(jù)計(jì)算得到糧食解吸、吸附的絕對(duì)水勢值，繪制橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)為絕對(duì)水勢 的不同水分含量的糧食解吸、吸附的絕對(duì)水勢線； 3) 繪制空氣絕對(duì)水勢線； a. 選取空氣的絕對(duì)濕度值，單位：PS.mmHg;溫度范圍值，單位：°C; b. 根據(jù)空氣的溫度Ta和絕對(duì)濕度EAHa，由Ea =RTaIn(EAHa)計(jì)算空氣的絕對(duì)水勢； 其中，Ea表示空氣的絕對(duì)水勢，R是氣體常數(shù)R= 0. 461J·πιοΓ1 ·Γ1 ; c. 根據(jù)計(jì)算得到的空氣絕對(duì)水勢值Ea，繪制橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)為絕對(duì)水勢的不同 絕對(duì)濕度的空氣絕對(duì)水勢線； 4) 繪制空氣飽和絕對(duì)濕度線； a. 選取溫度范圍，單位：°C; 474^4^ S7.12xln(RHir )+0.9S45x(1737.1- )-273 b. 由式1A" -^^^-且RHa = 100%時(shí)，計(jì)算出不同溫度對(duì)應(yīng) EAHa=IOOxe^t-1 的空氣的飽和絕對(duì)濕度值；其中，EAHa大氣的絕對(duì)濕度，RHa :大氣相對(duì)濕度，Ta:溫度； c. 根據(jù)空氣飽和絕對(duì)濕度值及溫度計(jì)算不同溫度下的空氣飽和絕對(duì)水勢，繪制空氣飽 和絕對(duì)濕度線。 如權(quán)利要求2所述的一種利用水勢圖進(jìn)行糧倉機(jī)械通風(fēng)作業(yè)管理和控制的方法，其特 征于，數(shù)學(xué)模型為WU模型，

分別計(jì)算糧 食平衡相對(duì)濕度及絕對(duì)濕度。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK104238488SQ201410265033
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】吳子丹, 吳文福, 陳思羽, 劉哲, 吳玉柱, 陳龍, 秦驍, 李興軍, 張忠杰, 張亞秋, 韓峰, 徐巖 申請(qǐng)人:吉林大學(xué), 長春吉大科學(xué)儀器設(shè)備有限公司