基于多物理場(chǎng)分析稻谷保質(zhì)儲(chǔ)藏的研究

劉家琦，楊開敏，余 海，王遠(yuǎn)成，楊 泰，李加斌

（山東建筑大學(xué) 熱能工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101）

儲(chǔ)藏階段，糧食品質(zhì)的好壞取決于糧堆的溫度和水分，如果溫濕度過高，將導(dǎo)致儲(chǔ)糧發(fā)熱霉變和害蟲滋生繁衍[1]。杭州地區(qū)稻谷的安全儲(chǔ)藏條件為：平均糧溫不超過20 ℃；水分在12%～15%之間，稻谷有其原有的正常顏色，若出現(xiàn)淡黃色，則稱為黃變[2]，當(dāng)水分超過 15%時(shí)稻谷易黃變。研究稻谷的溫濕度及黃變規(guī)律，可以為儲(chǔ)糧減損保質(zhì)、實(shí)現(xiàn)綠色儲(chǔ)糧提供理論支撐與指導(dǎo)。

Arias等[3]通過數(shù)值模擬的方法研究了不同糧種在自然儲(chǔ)藏時(shí)的溫度分布和水分遷移規(guī)律。Hammamia等[4]研究了機(jī)械通風(fēng)對(duì)袋裝糧堆溫度的影響，發(fā)現(xiàn)機(jī)械通風(fēng)可以很好的控制糧溫。尹君等[5]采用檢測(cè)糧溫?cái)M合算法，通過Matlab編程模擬了不同倉型結(jié)構(gòu)儲(chǔ)糧在春、夏和冬季期間自然儲(chǔ)藏時(shí)的溫度場(chǎng)分布規(guī)律，未考慮水分在儲(chǔ)藏過程中的變化，缺少在整個(gè)儲(chǔ)藏周期內(nèi)變化的研究。葛蒙蒙等[6]通過多物理場(chǎng)數(shù)值模擬軟件COMSOL模擬了靜態(tài)稻谷糧堆儲(chǔ)藏一年的溫度變化，研究發(fā)現(xiàn)糧溫與倉外環(huán)境溫度變化關(guān)系密切，倉壁處稻谷溫度變化尤為明顯。任芳等[7]在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，堆放的稻谷因呼吸放熱，糧堆內(nèi)部溫度可達(dá) 40 ℃以上，且隨著水分的升高稻谷黃變現(xiàn)象嚴(yán)重。

綜上所述，關(guān)于糧堆溫濕度變化的研究大多為階段性儲(chǔ)藏研究，針對(duì)大跨度時(shí)間周期內(nèi)的演變特征研究相對(duì)較少，而糧食自入倉后開始儲(chǔ)藏，該周期為1～3年，涉及非人工干預(yù)和人工干預(yù)兩種典型儲(chǔ)藏階段。文章通過多物理場(chǎng)仿真軟件模擬稻谷倉儲(chǔ)過程，研究全年自然儲(chǔ)藏（無通風(fēng)條件）與分階段自然儲(chǔ)藏（有通風(fēng)條件）的倉內(nèi)稻谷溫度、水分和黃度變化規(guī)律，為稻谷長期安全儲(chǔ)藏提出預(yù)警策略。

1 模型的建立

1.1 物理模型

以杭州某淺圓倉為研究對(duì)象，材質(zhì)為鋼筋混凝土，其導(dǎo)熱系數(shù)為1.54 W/（m·K），倉高32 m，內(nèi)徑25 m，裝糧高度25 m，檐高27 m，倉壁厚0.27 m，倉頂厚0.14 m。因?yàn)闇\圓倉為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可以做簡化處理，沿正南正北方向的直徑選取二維截面作為數(shù)值模擬研究對(duì)象，為了便于觀察淺圓倉各處的溫度、水分和黃度參數(shù)值的變化，在物理模型上設(shè)置了如圖1（a）所示的9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，兩側(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)1、2、3、7、8、9距離墻壁0.5 m，4、5、6三點(diǎn)距離兩側(cè)墻壁均為12.5 m，上層監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離裝糧面0.5 m，下層監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離倉底0.5 m，中間層監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離倉底12.5 m。圖1（b）為物理模型的網(wǎng)格劃分示意圖，為了提高網(wǎng)格質(zhì)量和計(jì)算精度，對(duì)糧倉內(nèi)部壁面進(jìn)行網(wǎng)格加密處理，網(wǎng)格的平均單元質(zhì)量為0.94，網(wǎng)格總數(shù)為10 970。

圖1 物理模型Fig.1 The physical model

1.2 數(shù)學(xué)模型

文章通過連續(xù)性方程、能量方程、動(dòng)量方程、水分守恒方程[8-11]和稻谷黃變模型[12]來研究大時(shí)間跨度、多物理場(chǎng)的全年自然儲(chǔ)藏與分階段自然儲(chǔ)藏過程，谷物在儲(chǔ)藏過程中會(huì)進(jìn)行有氧呼吸，所以在能量方程中考慮稻谷呼吸作用放出的熱量，在水分守恒方程中考慮稻谷呼吸作用釋放的水分[13]。

1.2.1 連續(xù)性方程

根據(jù)質(zhì)量守恒原理，假定空氣是不可壓縮的，糧堆內(nèi)的連續(xù)性方程由式（1）表示：

式中：ρa(bǔ)為空氣密度，kg/m3；ε為糧堆孔隙率；t為時(shí)間，s；?為哈密頓算子；u為空氣的表觀流速，m/s。

1.2.2 動(dòng)量方程

糧堆內(nèi)流體的動(dòng)量方程由式（2）表示：

式中：ui為張量形式的達(dá)西速度；t為時(shí)間；δij為谷物顆粒間空隙距離；T為儲(chǔ)藏期間糧堆溫度，T0為糧堆初始溫度，K；ρ0為溫度T0時(shí)的空氣密度，kg/m3；φ為稻谷顆粒當(dāng)量直徑，mm。

1.2.3 能量方程

糧堆內(nèi)的熱量傳遞滿足能量守恒，由式（3）表示：

1.2.4 水分守恒方程

水分守恒方程由式（4）表示：

1.2.5 稻谷黃變模型

在儲(chǔ)糧過程中，糧堆內(nèi)部的環(huán)境條件，即溫度和相對(duì)濕度條件下，稻谷的顏色由白色變?yōu)辄S色，顏色的變化由b值衡量[12]，由式（5）表示：

其中，

式中：k為稻谷的黃變率；T為溫度，℃；φ為小數(shù)級(jí)的糧堆相對(duì)濕度，%。

1.3 數(shù)據(jù)分析

通過 COMSOL軟件對(duì)倉儲(chǔ)稻谷傳熱傳質(zhì)及黃變過程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到糧堆在一年儲(chǔ)藏周期內(nèi)的溫度云圖、水分云圖和黃度云圖；利用Origin軟件將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度、水分和黃度變化數(shù)據(jù)繪制成折線圖，對(duì)比分析全年自然儲(chǔ)藏與分階段自然儲(chǔ)藏工況下的變化規(guī)律。

2 數(shù)值模擬參數(shù)設(shè)置

采用有限元法研究稻谷糧堆，糧堆的孔隙率為 0.48、密度為 580 kg/m3、滲透率為 7.27×10–9m3、比熱容為(1269+34.89M) J/(kg·k)，其中M為糧堆的濕基水分。稻谷糧堆的初始溫度為 28 ℃，初始水分為14%，黃度值為11.50，文章將對(duì)2020年10月1日至2021年9月30日實(shí)行全年自然儲(chǔ)藏與分階段自然儲(chǔ)藏的兩種工況進(jìn)行數(shù)值模擬，具體儲(chǔ)藏周期如表1所示。

表1 工況儲(chǔ)藏時(shí)間設(shè)置Table 1 Setting of storage time under working conditions

數(shù)值模擬時(shí)，各邊界設(shè)置為無滑移邊界條件，且倉壁氣密性良好，北側(cè)倉壁外側(cè)溫濕度設(shè)置為當(dāng)?shù)卮髿庵饡r(shí)溫濕度，南側(cè)倉壁的邊界條件設(shè)置為當(dāng)?shù)卮髿鉁囟扰c太陽輻射的綜合作用，2020年10月1日至2021年9月30日杭州地區(qū)的氣象參數(shù)如圖2所示。工況二的通風(fēng)階段，進(jìn)風(fēng)溫濕度為外界空氣溫濕度，通風(fēng)方式為全孔板垂直通風(fēng)，進(jìn)風(fēng)口在倉底，倉底為絕熱邊界條件，2個(gè)出風(fēng)口在倉頂，單位噸糧通風(fēng)量為10 m3/（h·t）。

圖2 杭州地區(qū)氣象參數(shù)Fig.2 Meteorological parameters of Hangzhou

3 模擬結(jié)果與分析

對(duì)全年自然儲(chǔ)藏和分階段自然儲(chǔ)藏的工況進(jìn)行數(shù)值模擬，模擬結(jié)果溫度、水分和黃度變化分析如下。

3.1 工況一模擬結(jié)果分析

圖3為工況一自然儲(chǔ)藏365 d時(shí)的倉內(nèi)溫度和稻谷水分、黃度云圖。由圖3（a）可知，糧倉內(nèi)部溫度高達(dá)37.9 ℃，原因是糧食發(fā)生呼吸作用釋放熱量；由于南側(cè)倉壁受太陽輻射的影響較大，該側(cè)倉壁附近的稻谷溫度高于北側(cè)倉壁處的稻谷溫度。由圖3（b）發(fā)現(xiàn)，裝糧面頂部中間區(qū)域有一薄層糧食水分偏高，高達(dá) 15.1%，原因是糧倉內(nèi)部存在溫度梯度，形成自然對(duì)流微氣流，氣流攜帶水分自下往上遷移，導(dǎo)致自然儲(chǔ)藏365 d后，糧倉底部稻谷所含水分下降，糧倉上部裝糧面處水分升高。稻谷糧堆的初始黃度值為11.50，圖3（c）顯示，自然儲(chǔ)藏一年后糧堆內(nèi)部黃度值升高很多，高達(dá) 13.16；倉壁附近稻谷黃度也有所增加，但增加幅度明顯小于內(nèi)部，且南側(cè)倉壁附近黃度值增加遠(yuǎn)大于北側(cè)倉壁附近，綜合圖3中各云圖特征，可推測(cè)黃度值受溫度的影響大于相對(duì)濕度。

圖3 自然儲(chǔ)藏365 d的模擬結(jié)果Fig.3 Simulation results after 365 days of natural storage

3.2 工況二模擬結(jié)果分析

分階段自然儲(chǔ)藏的工況二在2020年10月1日至12月8日進(jìn)行為期69 d的第一階段自然儲(chǔ)藏；在2020年12月9日至11日進(jìn)行為期3 d的第二階段通風(fēng)，通風(fēng)溫濕度為倉外空氣的溫濕度，通風(fēng)平均溫度約為 5 ℃，平均相對(duì)濕度約為 75%；在2020年12月12日至2021年9月30日進(jìn)行為期293 d的第三階段自然儲(chǔ)藏，各階段的溫度、水分、黃度變化分析如下。

3.2.1 第一階段

圖4為工況二在第一階段自然儲(chǔ)藏69 d時(shí)的各物理量云圖變化。圖4（a）為溫度云圖，發(fā)現(xiàn)糧倉內(nèi)部糧溫約為 29.7 ℃，比稻谷糧堆的初始平均溫度升高1.9 ℃；受太陽輻射的影響，南側(cè)倉壁附近糧溫高于北側(cè)倉壁附近的糧溫；糧倉頂部空氣區(qū)域的溫度低于糧堆內(nèi)部稻谷溫度，原因是此時(shí)為冬季，外界環(huán)境溫度低，空氣熱阻很小，上部空氣區(qū)域易受其倉外環(huán)境溫度影響，且裝糧面附近的糧食也易受環(huán)境溫度影響，所以其溫度比糧倉內(nèi)部稻谷的溫度低。圖4（b）為水分云圖，糧倉內(nèi)部平均水分仍為14%，等于稻谷糧堆所含初始水分，倉壁附近的糧食水分有所升高，且北側(cè)倉壁附近的稻谷水分高于南側(cè)倉壁附近，分析原因是糧倉內(nèi)部存在溫度梯度，存在自然對(duì)流微氣流，氣流攜帶水分自下往上，在倉頂處分別向左右兩側(cè)沿著倉壁兩側(cè)向下流動(dòng)，因南側(cè)倉壁附近溫度高于北側(cè)倉壁溫度，導(dǎo)致北側(cè)微氣流循環(huán)大于南側(cè)，水分遷移程度大，所以北側(cè)倉壁附近所含水分高于南側(cè)。圖4（c）為黃度云圖，平均黃度值約為11.58，比初始黃度之值增加了0.08，原因是同階段稻谷糧堆溫度有所上升，黃度值隨著糧溫升高而變大；南側(cè)倉壁附近稻谷的黃度高于北側(cè)墻壁，原因是受太陽輻射影響，南側(cè)倉壁附近糧溫高于北側(cè)，南側(cè)倉壁附近稻谷黃度值升高。

圖4 第一階段自然儲(chǔ)藏結(jié)束時(shí)的模擬結(jié)果（69 d）Fig.4 Simulation results at the end of the first stage of natural storage (69 d)

3.2.2 第二階段

圖5為第二階段通風(fēng)3 d結(jié)束時(shí)的各物理量云圖。圖5（a）為溫度云圖，糧倉內(nèi)部糧溫約為5 ℃，糧倉底部糧溫約為1.3 ℃，原因是通風(fēng)采用全孔板垂直通風(fēng)，通風(fēng)結(jié)束前夜間大氣溫度偏低，導(dǎo)致通風(fēng)道附近稻谷溫度低于糧堆內(nèi)部溫度。圖5（b）為水分云圖，稻谷糧堆在進(jìn)風(fēng)口處和糧堆上層糧面附近水分較高，在糧面以下的中上層區(qū)域水分較低，因?yàn)橥L(fēng)空氣相對(duì)濕度高于糧堆內(nèi)部平衡濕度，而糧堆具有吸濕特性，所以在進(jìn)風(fēng)口處糧堆吸濕后水分升高，而在中上層，失去部分水分后的濕空氣隨著溫度上升，相對(duì)濕度會(huì)進(jìn)一步下降，明顯低于所接觸糧堆的內(nèi)部平衡濕度，所以中上層糧堆的水分仍然處于失水狀態(tài)，72 h后，糧堆的整體平均水分為13.45%，較通風(fēng)前降低0.55%。圖5（c）為黃度云圖，與第一階段相比，黃度值基本沒變化，分析原因是稻谷黃變是一個(gè)不可逆的過程，黃度值不會(huì)因稻谷溫度下降而下降，且稻谷發(fā)生黃變是一個(gè)極其漫長的過程，短時(shí)間內(nèi)黃度變化不明顯。

圖5 第二階段通風(fēng)結(jié)束時(shí)的模擬結(jié)果（72 d）Fig.5 Simulation results at the end of the second stage of ventilation (72 d)

3.2.3 第三階段

該指標(biāo)常用于度量兩個(gè)聚類結(jié)果的相近程度.設(shè)U和V是對(duì)N個(gè)樣本數(shù)據(jù)的分配情況，兩種分布的熵(代表不確定程度)分別為：

圖6為第三階段自然儲(chǔ)藏293 d結(jié)束時(shí)的各物理量云圖。圖6（a）為溫度云圖，發(fā)現(xiàn)倉頂空氣區(qū)域溫度遠(yuǎn)高于糧堆內(nèi)部溫度，原因是此時(shí)為夏季，外界環(huán)境溫度高，空氣的熱慣性較小，裝糧面上部空氣區(qū)域易受外界環(huán)境大氣溫度的影響。對(duì)比圖6（a）與圖3（a）溫度云圖發(fā)現(xiàn)，工況一自然儲(chǔ)藏365 d后，整個(gè)糧倉處于“熱芯”狀態(tài)，而分階段自然儲(chǔ)藏的工況二，整個(gè)糧倉處于“冷芯”狀態(tài)，只有倉壁附近及裝糧面上部為高溫區(qū)，與工況一形成了鮮明對(duì)比，證實(shí)增加通風(fēng)的分階段自然儲(chǔ)藏更有利稻谷長期安全儲(chǔ)藏。

圖6 第三階段自然儲(chǔ)藏結(jié)束時(shí)的模擬結(jié)果（365 d）Fig.6 Simulation results at the end of the third stage of nat ural storage (365 d)

圖6（b）為水分云圖，裝糧面上部空氣區(qū)域溫度遠(yuǎn)高于糧食溫度，導(dǎo)致糧堆內(nèi)部空氣向下流動(dòng)，糧堆上層的水分隨氣流向下輸送，使糧堆底部水分升高，此時(shí)糧堆的平均水分為13.54%，第三階段與第二階段水分相比升幅為 0.09%，糧堆平均水分仍在安全儲(chǔ)藏水分之內(nèi)。對(duì)比圖6（b）與圖3（b）水分云圖發(fā)現(xiàn)，工況二分階段自然儲(chǔ)藏365 d時(shí)的平均水分比工況一低約0.5%，可知增加通風(fēng)階段更利于稻谷糧堆安全儲(chǔ)藏。

圖6（c）為第三階段自然儲(chǔ)藏293 d結(jié)束時(shí)的黃度云圖，倉壁附近稻谷黃度值12.0以上，變化明顯，糧倉內(nèi)部平均黃度值約為11.59，原因是該階段通風(fēng)結(jié)束時(shí)，糧食平均溫度不高，低于糧堆初始溫度，稻谷平均黃度變化很小；倉壁側(cè)和裝糧面附近的稻谷糧食溫度高，對(duì)應(yīng)的黃度值變化大。對(duì)比圖6（c）與圖3（c）黃度云圖，發(fā)現(xiàn)工況一全年自然儲(chǔ)藏結(jié)束時(shí)，稻谷糧倉內(nèi)部黃度值增加約 1.0，稻谷黃變情況加重；而工況二儲(chǔ)藏365 d結(jié)束時(shí)，南側(cè)倉壁和裝糧面附近因受太陽輻射與外界環(huán)境溫度的影響溫度偏高，致使稻谷黃變值增加明顯，但糧倉內(nèi)部稻谷黃度值增加僅為0.08，可以通過在倉壁外側(cè)和倉頂刷涂層，減少太陽輻射，降低倉壁附近稻谷的溫度，減輕稻谷黃變情況。對(duì)比工況一與工況二可知，通風(fēng)可以降低稻谷溫度，緩解稻谷黃變進(jìn)程，有利于稻谷安全儲(chǔ)藏。

3.3 工況一與工況二結(jié)果對(duì)比分析

3.3.1 各物理場(chǎng)分析

圖7為全年自然儲(chǔ)藏與分階段自然儲(chǔ)藏的工況在各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各物理場(chǎng)變化。圖7（a）發(fā)現(xiàn)，無通風(fēng)時(shí)，靠近倉壁的監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度與外界氣溫變化趨勢(shì)一致，且靠近倉壁南側(cè)的1、2和3監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度比靠近北墻壁附近的7、8和9監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度高，而糧堆內(nèi)部和倉底中間的監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度一直上升，這是因?yàn)閭}壁直接與外界空氣接觸，并且南墻壁長期受太陽輻射的影響，所有獲得的熱量將通過倉壁傳遞到附近的糧堆，所以南邊倉壁的溫度比北邊倉壁的溫度要高，然而淺圓倉直徑很大，大氣溫度很難影響到糧堆內(nèi)部。圖7（d）發(fā)現(xiàn)，有通風(fēng)時(shí)，通風(fēng)時(shí)糧堆內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度驟降，第三階段自然儲(chǔ)藏時(shí)，靠近壁面的監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度因外界氣溫回升的影響逐漸上升，糧堆內(nèi)部的溫度因稻谷發(fā)生呼吸作用而上升。

圖7 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)參數(shù)變化Fig.7 Parameter changes at each monitoring point

圖7（b）為全年自然儲(chǔ)藏的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水分變化，發(fā)現(xiàn)大部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變化幅度不是很大，未超過稻谷的安全儲(chǔ)藏水分，但裝糧面中心處監(jiān)測(cè)點(diǎn)4的含水率一直呈上升趨勢(shì)，變化幅度超過了1%，超過了安全儲(chǔ)藏水分，不利于稻谷的安全儲(chǔ)藏。7（e）為全年自然儲(chǔ)藏的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水分變化，通風(fēng)時(shí)，位于糧面的監(jiān)測(cè)點(diǎn)1、4、7的水分升高，位于糧堆中部的監(jiān)測(cè)點(diǎn)2、3、5、6、8、9的水分降低，且不管各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水分如何變化，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水分全部處于安全水分之內(nèi)；第三階段自然儲(chǔ)藏后期，觀察到糧堆中心監(jiān)測(cè)點(diǎn)5處的水分呈下降趨勢(shì)，分析原因是受微氣流影響，氣流自上往下流動(dòng)，帶走水分至糧倉底部。圖7（c）可知，無通風(fēng)時(shí)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)5、6的黃度值升高幅度很大，儲(chǔ)藏后期，監(jiān)測(cè)點(diǎn)1、2、3、4處的黃度值也有不同程度的上升，不利于稻谷的安全儲(chǔ)藏。圖7（f）為有通風(fēng)條件的分階段自然儲(chǔ)藏工況下黃度值隨時(shí)間的變化曲線，監(jiān)測(cè)點(diǎn)5、6處黃度值增長幅度不超過0.15，儲(chǔ)藏后期，監(jiān)測(cè)點(diǎn)1、2、4黃度值有所增加，但幅度不超過 0.4，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的黃度值變化均小于全年自然儲(chǔ)藏的工況，相比之下，分階段自然儲(chǔ)藏更利于稻谷的安全儲(chǔ)藏。

3.3.2 多物理場(chǎng)綜合分析

圖8為全年自然儲(chǔ)藏與分階段自然儲(chǔ)藏的多物理場(chǎng)綜合分析。圖8（a）為工況一與工況二的整個(gè)稻谷糧堆的平均溫度對(duì)比，無通風(fēng)條件時(shí)，糧堆的平均溫度呈上升趨勢(shì)，最大增幅約 5 ℃；有通風(fēng)時(shí)，糧堆平均溫度驟降，降幅約23 ℃，儲(chǔ)藏后期，受外界環(huán)境溫度和谷物呼吸作用的影響，稻谷平均溫度逐漸上升至15 ℃左右，仍處于安全儲(chǔ)藏溫度。圖8（b）為平均水分對(duì)比，無通風(fēng)條件時(shí)，糧堆的平均水分變化幅度很小，基本維持在14.0%；有通風(fēng)時(shí)，糧堆水分明顯下降，降幅約0.55%，即使第三階段自然儲(chǔ)藏期間，稻谷糧堆小幅度增水，上升至13.5%，仍可保證稻谷的安全儲(chǔ)藏。圖8（c）為平均黃度對(duì)比，無通風(fēng)條件時(shí)，稻谷平均黃度一直在增加，儲(chǔ)藏結(jié)束時(shí)，增幅為0.9；有通風(fēng)時(shí)，稻谷黃度基本不發(fā)生變化，維持在11.59，原因是分階段自然儲(chǔ)藏工況平均溫度降低，稻谷黃度值受溫度影響，變化緩慢，全年自然儲(chǔ)藏的工況，平均溫度一直在上升，黃度值增加。

圖8 工況一與工況二模擬結(jié)果對(duì)比Fig.8 Comparison of simulation results between operating condition 1 and operating condition 2

4 結(jié)論

文章通過對(duì)稻谷分別進(jìn)行大時(shí)間跨度、多物理場(chǎng)的全年自然儲(chǔ)藏與分階段自然儲(chǔ)藏兩種過程的數(shù)值模擬，得到以下結(jié)論：

無通風(fēng)條件自然儲(chǔ)藏情況下，稻谷糧堆的平均溫度受倉外大氣溫度及自身呼吸作用影響持續(xù)緩慢增加，儲(chǔ)藏結(jié)束時(shí)平均糧溫高達(dá) 34 ℃；稻谷整體的平均水分變化不大，但在裝糧面附近水分受微氣流運(yùn)動(dòng)影響明顯升高；稻谷平均黃度受溫度升高的影響，一直呈上升趨勢(shì)，儲(chǔ)藏結(jié)束時(shí)黃度值增至12.4，進(jìn)一步說明高溫區(qū)域的稻谷極易黃變，不利于安全儲(chǔ)藏。

有通風(fēng)條件分階段自然儲(chǔ)藏情況下，第一階段自然儲(chǔ)藏69 d時(shí)稻谷平均糧溫為28.2 ℃，黃度值為 11.57，平均水分為 14%；第二階段通風(fēng)儲(chǔ)藏3 d時(shí)，稻谷平均溫度受進(jìn)風(fēng)冷空氣的影響降至 5.9 ℃，黃度值仍為 11.57，平均水分降至13.45%；第三階段自然儲(chǔ)藏293 d時(shí)，南側(cè)倉壁附近的稻谷受太陽輻射的影響，溫度與黃度遠(yuǎn)高于糧堆內(nèi)部稻谷的平均溫度、黃度值，稻谷平均溫度受倉外大氣溫度和自身呼吸作用的影響升高至16.3 ℃，黃度值基本維持在11.59，變化幅度很小，平均水分略有升高，為13.54%。對(duì)比全年自然儲(chǔ)藏與分階段自然儲(chǔ)藏的模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)分階段自然儲(chǔ)藏更有利于安全儲(chǔ)藏。

綜上，分階段自然儲(chǔ)藏的平均溫度比全年自然儲(chǔ)藏低約18 ℃，平均水分低約0.5%，平均黃度低約 0.8，低溫空氣通入高溫糧倉既可以降低溫度，又可以降低糧食水分，緩解稻谷黃變的進(jìn)程，分階段自然儲(chǔ)藏更有利于稻谷的安全儲(chǔ)藏；倉壁附近的稻谷極易受外界環(huán)境溫度的影響，可通過在倉壁外側(cè)刷涂層，降低太陽輻射的影響，避免出現(xiàn)局部糧溫升高等現(xiàn)象。

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