作为世界最大的发展中国家,确保粮食安全不仅是我国实现国民经济又好又快发展的基本条件,同时也是确保国家安全的重要战略基础。保障粮食安全最重要的工作是粮食的安全储存工作,即在保证粮食颗粒品质的同时减少甚至消除霉变和虫害带来粮食的大量损失。机械通风是常规的粮堆储藏保质方法,因此研究粮堆多孔介质的特性可以有效提高通风效率,解决能耗过度浪费等问题。同时研究在通风过程中粮堆热湿变化规律可以准确预测粮堆内温湿度的变化,合理规划通风时间,降低粮食存储的成本。本文采用实验研究和数值模拟相结合的方法,重点研究了粮堆多孔介质在机械通风过程中横向和纵向的通风阻力和渗透率,测试了粮堆在通风过程中的温湿度变化数据,并通过数值模拟再现粮堆内的通风过程,分析粮堆横纵向通风时的温湿变化情况,研究粮堆不同方向上传热传质特性的差异。具体工作内容如下:1.搭建了通风测试试验台,通过测量粮堆在不同通风量下的通风阻力、温湿度变化数据和粮堆的孔隙率等数据,计算得出粮堆的渗透率以及粮堆多孔介质的惯性阻力、黏性阻力等物性参数。对比分析横纵向通风下粮层阻力特性的差异,结果表明粮堆纵向通风的通风阻力大于横向通风,横向通风的渗透率大于纵向通风,并拟合出横向通风粮层阻力公式。2.建立通风过程数值模型,选取与实验工况相同的边界条件和初始条件对粮堆通风过程进行了模拟分析,发现横向通风的热湿变化速度高于纵向通风,从热湿传递的角度验证了粮堆横纵向通风特性的差异。并将模拟结果与实验结果进行了对比,验证了模型的准确性。3.分析横纵向通风温湿度迁移规律,发现在同一工况下,粮堆内温度变化相对于湿度变化快,即粮堆内温度锋面迁移速度高于湿度锋面,且横向通风的温湿度锋面迁移速度均大于纵向,并拟合出温度锋面迁移时间与表观风速之间的关联式。4.将粮种更换为稻谷,对比分析了不同通风过程粮堆温湿度变化的差异性,同时通过对比实验数据与模拟结果,进一步验证了建立的通风数学模型的可行性和准确性。