第三章、机械通风储粮技术（储粮新技术教程147—200） 第一节、基础知识 第二节、离心式通风机的构造与分类 第三节  轴流式通风机 第四节  房式仓机械通风 第五节  高大平房仓机械通风 第六节  单管通风与多管道通风设备 第七节  机械通风重要参数的选择 第八节  机械通风操作条件 第九节  机械通风时机的判断 第十节  机械通风的操作管理 第十一节  机械通风系统效率评估 第十二节  储粮机械通风技术规程LS/T1202—2002 第四章、房式仓储粮 一、入粮前的基础准备工作
二、入仓粮食的质量要求 三、粮食入仓操作要求 四、储粮日常管理 五、科学运用储粮技术 六、粮食出仓 第三章   机械通风储粮技术 第一节   基础知识一、主要名词与术语 通风——用外部空气置换粮堆内的空气，以改善储粮条件的换气技术称为通风。 自然通风——利用粮堆内部和外部空气密度差引起的热压差和风力造成的风压差促使外部空气进入粮堆内部，置换出粮粒间的气体，实现通风换气，称为粮食的自然通风。 机械通风——利用通风机产生的压力，将外界空气送入粮堆，实现外界空气置换出粮粒间空气的技术称为机械通风。 机械通风系统——将机械通风过程中的设备、部件、粮仓及粮堆用通风管道联成的整体，称为机械通风系统，又称机械通风风网。 供风管道——在粮仓或粮堆外部，与通风机出口所联接的管道。 通风管道——位于粮堆底部或粮堆内的管道，空气通过它可进入粮堆或自粮堆内排出，与通风机的供风管道相联接。 主通风道——位于粮堆内的与通风机供风管道相联接或与风机直接联接的通风管道。 支风道——位于粮堆内与主通风道相联接的管道。 地槽——位于粮仓或粮堆货位地坪以下的槽形通风道。 地上通风道——位于粮仓或粮堆货位地坪之上的通风道，俗称地上笼。 空气分配器——空气经过通风管道，并穿过通风道表面的通气孔板进入粮堆，通气孔板为空气分配器。 通风管道表观风速——指通风管道每平方米通气孔板面积上每秒通过的空气量，单位是m3／m2／s，简写为m／s。 空气分配器表观风速——空气穿过分配器表面的流速，单位是m／s。 压入式通风——通风机将空气从粮仓底部压入粮堆，废气从粮面排出，适用于降水通风和粮堆中、上层发热降温通风。 吸出式通风——通风机将空气从粮堆中吸出，适用于调质通风和粮堆中、下层发热降温通风。 总阻力——气流通过风网时所产生的压力损失，即机械通风系统阻力，它包括通风管道的阻力，分配器阻力及粮层阻力。 空气途径比——空气穿过粮层呈非线性流动时，空气到达粮面的最长路径与最短路径之比。 静压力——垂直作用于风道壁的单位面积上的压力。静压力用来克服通风风网的阻 力。静压力通常用毫米水柱计量，现规定用帕来计量。常用U型管来测量静压力。 粮食——指所有谷类和豆类籽粒、油料作物籽粒及薯类作物的块根、块茎。 粮层阻力——空气被迫送入粮堆时，要通过粮层，气流就要消耗能量，能量损失表现为气流的静压力下降，这个压力降值就是所谓的粮层阻力。以帕(Pa)计量。 粮层风速——气流穿过粮层孔隙的平均速度，单位是m/s。 表观风速——气流穿过粮堆(粮层)表面的速度，也就是每秒钟内通过每平方米粮堆 表面的气流量，单位是m／s。 径向通风——对粮食进行机械通风时，气流横向穿过粮层，气流线互相平行，路径基本相等。 箱式通风——在房式仓墙壁处设置四面带筛网的箱架框体，配备离心式风机，结合揭盖粮面的塑料薄膜，对粮食进行通风的方法。 二、 基本概念 （一）气体的温度 温度是表示物体冷热的物理量，它是物体分子运动的宏观结果。气体的温度常用各种测温仪表来测量。定量地表示物体温度的计量标准，就是温度标尺（简称温标）。 我国法定温度计量单位为绝对温标和摄氏温标。 绝对温标又称开尔文温标，它是表示热力学温度的基本温标，用符号T表示，单位符号为K，它是以气体分子热运动平均能趋于零的温度为起点，即OK，以水的三相点温度作为定义热力学温标的单一固定点，规定水的三相点温度为273.16K，于是1K就是水的三相点热力学温度的1/273.16。 摄氏温标又称百度温标，是广泛使用的一种温标，摄氏温标的符号为t，单位符号为℃在标准大气压下把纯水的冰点定为0℃，沸点定为100℃，在冰点与沸点之间等分为100分格，每一格的刻度就表示摄氏1℃。纯水冰点的热力学温度为273.15K，它比水的三相点热力学温标低0.01K，水的沸点则为373.15K。 绝对温标与摄氏温标的关系是T=t+273.15 在工程上为简化计算，近似写成：t=T-273 摄氏温标与与绝对温标的温度间隔是相等的，即1℃=1K （二）气体的压力 气体的压力是指气体在单位面积容器壁上的垂直作用力。气体内部的分子在作无规则热运动时产生的对外作用力，这个力就是压力。 我国法定计量单位规定的压力单位是帕斯卡，简称帕，符号为Pa。1Pa是指l平方米表面上作用l牛顿(N)的力。 1 Pa=1 N/m2 另外，在文献中还经常见到的压力单位有标准大气压和工程大气压。 国际上规定的标准大气压(atm)，其值为l01325Pa，它是在纬度450海平面上测得的全年平均大气压力。 工程上为计算方便，规定1cm2表面上作用lkg力作为一个工程大气压，简称气压(at)。 工程上还用液柱高度表示气体压力的大小，如米水柱(mH2O)，毫米水柱(mmH2O)，毫米汞柱(mmHg)。 法定单位制与工程单位制的压力有如下关系： 1标准大气压(atm)=760mmHg=1.0332kgf/cm2=101325Pa 1工程大气压(at)=1kgf/cm2=10000kgf/m2=10000mmH2O =735.6mmHg=0.968atm=98066Pa 由此可知： lmmH2O=9.8066Pa≈9.81 Pa 1kPa=1000N/m2 lMPa=106N/m2 用U型管测定风管内的压力时，压力计所指示的压力是风管中气体的实际压力与外界大气压力的差值，称为相对压力或表压力。当风管中的压力大于大气压力时，表压力为正值，以Pb表示，若风管中的压力低于外界大气压力时，表压力为负值，以Pv表示。风管中气体的绝对压力(以Pjd表示)为： 正压时Pjd=B+ Pb 负压时 Pjd=B-Pv （三）气体的密度和比容 单位体积的气体具有的质量称为气体的密度，是表示气体轻重程度的物理量。用符号ρ表示，其单位是kg/m3，气体密度 ρ=m/V 式中：ρ——气体的密度，kg/m3； m——气体的质量，kg； V——气体的体积，m3。 单位质量的气体所占有的体积，也就是密度的倒数称为比容．用符号v表示，其单位是m3/kg，显然： v=V/m=1/ρ,v. ρ=1 常用气体在0℃的密度见表1-1。 表1—1常用气体在℃时的密度 空  气，ρo=1.293kg/m3 氧    气，ρo =1.429kg/m3 氢  气，ρo=0.0899kg/m3 氮    气，ρo =1.251kg/m3 一氧化碳，ρo=1.251kg/m3 二氧化碳，ρo =1.997kg/m3 二氧化硫，ρo=2.927kg/m3 气体的密度，随着本身的温度升高而减少，就空气赤说，t℃时的密度按下式求出： 由此可知，空气温度升高，则其密度减少，粮仓内粮食温度升高发热时，粮粒间气体的密度减少，小于仓内外空气的密度，产生空气密度差，形成热压差，才能使粮食进行自然通风。热压的大小除与温差大小有关外，还与粮仓下部进气口和上部排气口的高差有关，温差和高差越大，热压越大，通风效果就赵好。 （四）气体的重度 单位体积的气体所具有的重量，也就是作用在单位体积气体上的重力称为气体重度，用符号y表示，单位是N/m3。 当重力加速度g=9.8m/s2时，气体重量G与气体的质量m间的关系： G=m·g 于是： （五）机械通风系统的分类 1．按通风的范围分类 (1)全面通风——对独立储粮单元(货位)的整体进行通风。 (2)局部通风——对独立储粮单元(货位)的局部进行通风。 2．按风网的形式分类 (1)地槽通风系统——粮仓(货位)地坪之下建有固定槽形通风道的通风系统，适用于全面通风。 (2)地上笼通风系统——粮 仓 (货 位)地坪之上敷设笼形通风道的通风系统，适用于整体通风。 (3)单管通风系统——小型通风机与单个扦插式通风管配套，插入粮堆内进行通风的系统，适用于局部应急通风。 (4)多管通风系统——一台通风机带有多个扦插式通风管，插入粮堆内进行通风的系统，适用于局部应急通风。 (5)箱式通风系统——在粮堆内预埋箱型空气分配器的通风系统，须配合粮面揭膜方法或配合导风管，用于局部通风或全面通风。 (6)径向通风系统——筒状空气分配器竖置于粮堆中、上层发热降温通风。 (7)无风道通风系统——粮仓底部没全开孔底板的通风系统，适用于小型粮仓的全面通风。 3．按送风方式分类 (1)压入式通风——通风机正压送风，适用于降水通风和粮堆中、上层发热降温通风。 (2)吸出式通风——通风机负压吸风，适用于降温通风、调质通风、预防结露通风和粮堆中、下层发热热降温通风。 (3)压入与吸出相结合式通风 ①在粮堆风网中，空气输入端由通风机正压送风，空气输出端由另一台通风机负压吸风，适用于粮层较厚，阻力较大的通风。 ②在通风过程中，一个通风阶段采用压入式通风，另一阶段采用吸出式通风，适用于粮层较厚，温度和水份不易平衡条件下的通风。 （4）环流通风——通风机的空气输入端和输出端，分别与粮堆风网的空气输出端和输入端相联接的密闭循环通风系统，适用于环流熏蒸等。 4、按通风机类型分类 (1)离心式通风机通风——适用于风网阻力较大状态下的通风。 (2)轴流式通风机通风——适用于风网阻力较小状态下的通风。其中排风扇通风，适用于低风压缓速降温通风。 (3)混流式通风机通风——适用于风网阻力适中状态下的通风，其风机压力大于轴流式通风机压力。 （六）机械通风的功能 1．降温通风 降低储粮的温度。 (1)处理发热粮或高温粮； (2)在低温季节进行通风降低粮温，同时采取各种隔热措施保持较低粮温，实现低温储粮； (3)延长防护剂的残效期。 2．降水通风 降低粮食含水率，提高储粮稳定性。 3．调质通风 在粮食加工前，适当增加粮食水分以改善粮食加工工艺品质。 4．其他目的的通风 (1)平衡粮堆温度、湿度，防止或消除水分转移、分层和结露； (2)预防高水分粮发热； (3)排除粮堆内异味或进行熏蒸后的散气； (4)进行环流熏蒸。 三、 气体流动基本知识 （一）空气在管道内的流动 气体在管道内流动的基本原因是两处的压力不同而引起的。储粮机械通风就是利用通风机迫使空气在管道内及粮堆内流动。 气体在管道内流动时，可用流速和流量来描述。 单位时间内气体在管道内流动的距离称为气体的流速，用符号V表示，单位是m/s。 用下式表示： v=m/s 式中：v——流速，m／s； m——距离，m； s——时间，s。 单位时间内气体流过管道某截面的数量称为流量，是表示气体流动数量的物理量。流量分为体积流量和质量流量。 单位时间内气体流过管道某截面的体积称为体积流量，用符号V表示，单位是m3/s，或m3/min或m3/h。 用下式表示： V=f·v 式中：V——体积流量，m3/s； f——管道面积，m2； v——流速，m/s。 单位时间内气体流过管道某截面的质量称为质量流量，用符号M表示，单位是kg/s或kg/h。气体的质量等于体积乘以密度，体积流量与密度的乘积就是质量流量。 用下式表示： M=V·p=v.f.p 式中：M——质量流量，kg/s； V——体积流量，m3/s； p——密度，kg/m3。 气体流动连续方程式是物质不灭定律在气体力学上的应用。 当气体在管道内连续并且稳定流动时，则单位时间内通过管道内各截面的气体质量一定相等。则有： 质量流量I=质量流量Ⅱ(Ml=M2) 即：V1·p1=V2.p2 V1·f1·p1=V2·f2·p2 在机械通风过程中，空气在管内流动时密度变化不大，即p1= p2，上式变为： 该式即常用的空气流动时的连续方程式。 例题l一1：已知某机械通风系统的空气消耗量为7200 m3/h，空气的温度为20℃，主管道的截面积为0.4m2，求空气在主管道内的流速和质量流量。 解：已知空气温度为20℃时体积流量为7200m3/h，根据V=v·f： 气体在管道内流动时，同时具有三种能量，即位能、压力能和动能。管外有空气，管内流动气体就具有三种相对能量，即位能、压力能和动能。 将单位体积气体具有的位能称为位压(Hw)，Hw=H·g·p，位压的单位是Pa；单位体积气体具有的压力能称为静压(Hj)，Hj值等于气体的绝对压力；单位体积气体具有的动能称为动压(Hd)。 机械通风储粮技术中，管道内气体(常温下的空气)位压为零。管道内气体的静压可以大于或小于管道外空气的静压，即静压可以为正值或负值，静压在数值上相等于表压力，常用U型压力计测出管内流动气体的静压。通常将管外大气的动压当作零，认为管外大气静止不流动，则管内单位体积气体的动能即是气体的动压。动压可用毕托管测出。 空气在风道中流动时，其能量为静压与动压两部分。空气在风道中流动时具有的总能量称为全压。 H=Hj+Hd 式中：H——全压，Pa； Hj——静压，Pa； Hd——动压，Pa。 理想气体的特点是密度不随压力而改变，粘度为零，在管内流动时无能量损失，在管道的任何部位，总能量为常数： H=Hj+Hd=常数 这就是理想气体的柏努利方程式。 实际空气有粘性，在管道中流动时，有阻力产生，要损失能量(△H1一2)。假使空气沿变径风道由截面l—l流向截面2—2(如图l—1)，实际的柏努利方程式： 由此可知，空气在管道内流动，由全压高的截面流向全压低的截面，两截面间的全压损失用来克服空流经这段风道的阻力。在机械通风中全压损失由风网中通风机作为来补偿，压损也用静压损失来表示。 风道内的压力可以用仪表测得，测得风道中的动压，就可计算风道内的风速。 例题1-2：已知某通风管道内的动压力10mmH2O（约为100Pa），求风道内的风速。 解：根据 答：风道内的风速为12.9m/s。 （二）压头损失 实际气体在管道中流动时，气体内部和气体与管道壁之问都会发生摩擦即造成能量损失，这种损失称为压头损失，即阻力。阻力又分为摩擦阻力和局部阻力。 摩擦阻力又称为沿程阻力，指风道长度上的阻力，可用下式计算： 式中：H摩——摩擦阻力，Pa； L——管道长度，m; d当——管道当量直径，m；圆形管道的直径d就是当量直径d当，矩形管道的当量直径d当=2ab/(a+b)，a、b为其边长，m; p——空气的密度，kg/m3; V——气体的平均速度，m/s; 入——摩擦阻力系数。 粗略计算时，对光滑金属管道，入=0．025；对于粗糙金属管道，入=0．O45；对于砖砌管道 =0.05。 空气在风道内流动遇到异形部件如弯头、渐扩管、渐缩管、三通、闸板等，引起流速和流向改变，与管壁发生冲击，产生涡流，必然造成能量损失．这种压力损失称为局部阻力。 局部阻力计算公式为： H局= 式中：H局——局部阻力，Pa； K——局部阻力系数，可查表求得； V——空气的平均流速，m/s； p——空气的密度，kg/m3。 局部阻力系数的K值主要由试验测出，在设计计算时，用查表方法求得。 第二节  离心式通风机的构造与分类 一、离心式通风机工作原理 离心式通风机主要由叶轮、机壳、进风口、出风口和电机等部件组成。通风机的叶轮在电动机的带动下随机轴高速旋转，叶片间的空气随着叶轮旋转获得离心力，空气在离心力作用下由径向甩出而汇集到机壳，在叶轮吸气口形成真空，同时大气中的空气在大气压力作用下而被吸入叶轮，以补充排出的空气，这样叶轮不停旋转，则有空气不断地进入风机和从风机中排出。外部能量通过风机叶轮旋转传递给空气，从而保证风机连续地输送空气。 二、离心式通风机的构造 离心式通风机的构造如图2—1所示，其主要组成部分为机壳、叶轮、机轴、吸气口和排气口，此外还有轴承座、电机等部件。 机壳：离心式通风机的机壳是钢板焊制而成，其形状呈螺旋型，作用是收集从叶轮甩出的空气，使其流向排气El，由于机壳断面沿叶轮方向逐渐扩大，从而使空气的流速逐渐降低，动压减小而静压增加，机壳起到能量转换和增压的作用。 机壳 叶轮 机轴                             后 敌 吸气口 图2—1  离心式通风机结构原理图           图2—2  叶轮结构图 叶轮：叶轮是通风机最关键的部件(如图2—2所示)，其叶片的形式对风机性能有很大影响。叶轮是由前盘、后盘、叶片和轮毂组成，叶片焊在前、后盘上，后盘紧固在轮毂上，整个叶轮通过轮毂固定在机轴上，或者直接与电动机机轴相连接。叶轮的作用是保证不断输送空气。 离心式通风机的叶轮型式很多，可根据叶片出口安装角不同来区分，所谓安装角是指叶片的出口端切线方向与叶片的出口端的圆周切线方向之间的夹角。根据叶片出口角的大小，可把叶轮分为前向式、径向式和后向式三种类型，如图2—3所示。 (a)前向式                  (b)径向式                 (c)后向式 图2—3叶轮类型 前向式叶片叶轮的叶片出口安装角β<90°，从图上可以看出，叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相同。径向式叶片叶轮的叶片出口安装角β=90，叶片的出口端不弯曲，和叶轮的直径方向一致。后向式叶片叶轮的叶片出口安装角β>90°，叶片出口端弯曲与叶轮旋转方向不一致。 后向式叶片的叶轮，由于其叶片弯曲方向和气体的自然运动轨迹一致，气体在叶片之间流动时，空气与叶片之间撞击很小，能量损失和噪音较小，效率较高，但其空气从风机中所获得的动压较低，从风机排出时所获得的静压也较低。目前生产的中、低压离心式通风机就是采用后向式叶片，最高效率可达90％。4一72型风机就属这类。储粮机械通风中应选取这类风机，前向式叶片的叶轮由于叶片弯曲方向与气体自然流动方向相反，则能量损失大，噪音也大，效率也较低，但其产生的风压较高。径向式叶轮介于以上两者之间，其特点是流道通畅，适用输送含尘气体。 吸气口：离心式通风机一般均装有吸气171，吸气口有直管形和圆锥形的分别，新型通风机都采用圆锥形和圆弧形，以减少气体流动阻力，提高风机效率。 排气口：为适应各种工作地点的布置要求，  一种型号的通风机的排气口往往具有多种位置，用旋转方向和角度表示。我们从电动机的一端正视，叶轮按顺时针方向旋转称为右旋通风机，如逆时针方向旋转，称为左旋通风机。排气口位置见图2—4。 离心通风机的传动形式有六种，如图2—5所示。A型电机与风机直联。B、C、E型都是带传动，8型是悬臂支承，带轮在轴承中间；C型的带轮在轴承外侧；E型的带轮在双支承外侧。D、F型是联轴器传动，D为悬臂支承，F是双支承。A、D、F型转数与电机同，B、C、E型的转数可通过带传动调节。最新的一种传动形式为齿轮传动，为G型。 三、离心通风机的分类 离心通风机按其产生压力的不同，可分为三类： 1、低压风机。风压＜1000Pa，在储粮机械通风系统中，经常选用这种风机。 2、中压风机。风压为1000Pa-3000Pa，系统阻力较大的风网，在机械通风降水或包装粮通风时，可选用这种风机。 3、高压风机。风压大于3000Pa，这种风机用于物料的气力输送系统或阻力大的通风除尘系统以及简仓通风系统。 离心式通风机的风压一般小于15kPa。 风压大于15kPa的风机叫鼓风机。风压大于3000kPa的风机称为压缩机。 四、离心式通风机的性能参数及特性曲线 离心式通风机的性能参数主要有风量、风压、功率、效率及转速等。 （一）风量(Q) 通风机在单位时间内所输送的气体体积称为风量，单位是m3/s或m3/h。 （二）风压(H) 通风机的风压指的是空气在通风机内压力的升高值，它等于风机出口空气全压与进口空气全压之差值(或绝对值之和)，其单位用帕或千帕表示。全压等于静压加动压。 通风机所产生的风压与风机的叶轮直径、转速、空气的密度以及叶轮的叶片型式有关，其关系如下式： H=p×V2×H 式中：H——风机的压力，Pa； p——空气的密度，kg/m3； v——叶轮外周的圆周速度，m／s； H——压力系数，它与叶片型式有关，根据实验，其值在风机效率最高时为： 后向式H=0.4～O.6；径向式H=0.6～0.8；前向式H=0.8～1.1。 可以根据上式近似估计一台风机的风压。风机的风压在转速一定时会随进风量改变而变化。 （三）功率(N) 用通风机输送空气时，空气从风机获得了能量，而风机本身消耗了能量，风机要靠外部供给能量才能运转。通风机在单位时间内传递给空气的能量称为通风机的有效功率，其单位是W或kW，可用下式表达： 式中：Ny——风机有效功率，W或kW； H——风机的风压，Pa； Q——风机产生的风量，m3／h。 实际上，由于风机运行时轴承内有摩擦损失，空气在风机内有碰撞和流动损失，因此消耗在风机轴上的功率N要大于有效功率Ny。轴功率N与有效功率之间的关系为： 式中：　效率——通风机效率，％。 一般离心式通风机的轴功率随着风量的增加而变大。 （四）效率 通风机的效率是有效功率与轴功率的比值，用下式表示： 通风机的效率反映了其工作的经济性。用仪表测出风机的风量、风压和轴功率后，就可计算出其效率。后向式叶片风机的效率一般在80％～90％之间，前向式叶片风机的效率一般在60％～65％之间，也有前向式叶片的风机效率达到85％。 在通风系统中工作的风机，就是在同一转速，它所输送的风量也可能不同。系统(风网)中的压力损失小时，要求通风机的风压就小，输送的空气量就大些；如果系统的阻力大时，则要求风机的风压就大，而它输送的空气量就小些。 全面评定风机的性能必须了解全压与风量、功率、效率、转速与风量的关系，这些关 系就形成了通风机的性能曲线。 图2—6 4—72N0.5风机特性曲线 通常将风压与风量(H—Q)、功率与风量(N—Q)，效率与风量(   Q)三条曲线按同一比例画在一张图上，就构成风机特性曲线。图2—6是4—72N0．5离心通风机在转速为2900转／分时的特性曲线，利用风机的特性曲线图确定其性能参数是很方便的，只要知道风量、风压、轴功率、效率四个参数中的一个，就可找到其余的三个参数。 例题2—1：已知离心通风机4—72 N0．5在工作时，其风量为8000 m3／h，求其轴功率、风压及效率。 解：在图上，在横坐标上找到风量为8000 m3／h的数值点，由此作上垂线，分别与N—Q线、H—Q线、  一Q线相交，则可读出轴功率为8.6kW，压力为3170Pa，效率为82.6％． 从图上可以知道，风机在一定的转速下，有一个最高效率点     ，相应于最高效率下的风量、风压和轴功率称为风机的最佳工作状况，选用风机使其在风网中工作时，应使其实际运转效率不低于O.9   。根据这个要求，4—72N0.5风机的风量允许调节的范围就如图上所示为Ql—Q2之间，这个区间又称为风机的经济使用范围。 通风机生产工厂，不仅作出风机的特性曲线，在风机产品样本上，还提供风机的性能表格，表2-1是摘录的4-72N0.5风机的性能表。 表中所列为转速2900r.min和1450r/min的风机性能，不同转速下，都列了8个功能点，它们的效率均在经济使用范围内。 从表中看出，同一个风机，转速不同，产生的风压、提供的风量，所需要的功率都不同。因此，要根据风网的实际情况选用风机。 例题2-2：有一机械通风降温的风网，已知其系统阻力为750Pa，总风量为5000m3/h，求其所选用的风机。 解：某甲粮库认为，要得到机械通风的良好效果，应选风量大些的风机。功率也应大些，结果选择4-72N0.5风机，转速为2900r/min，电动机功率为13KW。在使用过程中，风量确是大大增加，但动力浪费也很大。从风机的特性曲线上可以查到，系统阻力为750Pa时，风机风量可达18000m3/h，而其效率低于60%，电动机轴功率在10kw左右。 某乙粮库，根据实际情况，选用转速为1450r/min的4-72N0.5离心通风机。从表中知道，该机在风网中工作时，系统阻力为750Pa时，风量为5060m3/h，电动机轴功率1.2kw左右。选用的电功机功率为2.2kw ,风机在经济使用范围内工作。 由上可以判断，乙粮库的选择是正确的。五、离心式通风机的选用 常用的离心式通风机有4—72—1 1型，C4—73—11型、B4—72—11型、F4—62—1 1型及Y4—73—11型。它们的性能范围见表2—2。 表2—2常用通风机的性能范围 型号锅炉引风 这是一个大致范围，根据具体的风网选用风机时，必须根据选用的风机产品样本进行选择。 储粮机械通风中，常用的离心式通风机为4—72—11型，也有用排尘或离心风机C4—73—11型的，将来也可用防爆离心式风机或防腐离心式风机。 4-72型风机运行平稳，噪音低，效率达91%，可用于储粮机械通风的降水和降温，系统含尘浓度不超过150mg/m3的除尘系统也可使用。 C4-73型排尘风机，叶片由16号猛钢制成，耐磨性能性，运行平稳，效率可达88%，是一种效率较高的排尘风机。 选用风机的步骤为： 1、根据粮食机械通风系统的计算选用合适的风机类型。 2、考虑到系统可能漏风，有些阻力计算可能不大准确，为了使风机运动可靠，选用风机的风量和风压应大于通风系统计算的风量和风压。 Q机=(1.1-1.16)Q计 式中：Q机=选用风机风量，m3/h； 1.1-1.16——风量附加安全系数，也称风量系数。 Q计——系统计算所得风量，m3/h； H机=(1.1-1.2)H计 式中：H机=选用风机的风压，Pa; 1.1-1.2风压附加安全系数，也称为风压系数； H计——系统计算的风压，Pa。 3、根据Q机和H机，在风机产品样本上选定风机的类型，确定风机机号、转速和电动机的功率。选择合适的风机出口位置及传动方式，以利于风机的安装和使用，风机的工作点应在经济范围内。 4、风机产品样本上所列的风量，风压是在标准状态下的参数（大气压力l01.3kPa,温度为20℃，相对湿度为50%），如果实际工作状态不是标准状态，风机的实际性能就会变化（风量不变）。因此，选风机时要把实际的状态参数换算成标准状态下的参数，如： 式中：H机——风机样本上风压，Pa; H——实际工作状态时的风压，Pa; 1.2——标准状态下的空气密度，kg/m3； P——实际工作状态下的空气密度，kg/m3。 在机械通风储粮技术中，使用的空气温度与标准状态的温度，相差不是太大，因此，除高海拔地区外，不需换算。 5、应尽量避免把两台或多台风机并联或串联使用。在一个通风系统中，选择一台合乎设计要求的风机。 6、电动机的功率计算可按下式： 式中： H机——电动机功率，kW; N——通风机的轴功率，kW; K——电动机容量安全系数，按表2—4选取。 表2-3  机械传动效率 传动方式 机械传动效率 电动机直接传动 1.00 联轴器传动 0.98 三角皮带传动（滚珠轴承） 0.95 表2-4  电动机容量安全系数 电动机功率（kW） 电动机容量安全系数例题2-3：有一机械通风储粮系统，所需的风机总压力为l000Pa，风量为7200m3/h，选用一台离心通风机，其效率为90％，计算该风机的轴功率及选用电机直接传动的功率。 解：根据风量及风压，计算出有效功率： 进一步计算轴功率N： 根据上式及表2-3，表2-4计算电机功率： 第三节  轴流式通风机 一、轴流式通风机的构造和分类 轴流式通风机构造，如图2—7所示，叶轮3安装在筒形机壳2中，电动机4的机轴直接与叶轮联接，当电机工作时，叶轮旋转，空气由进风口l处吸入，通过叶轮和扩散筒5排出。轴流式通风机可按压力，结构及传动方式进行分类。 1．进风口  2．机壳  3．叶轮  4．电机  5．扩散筒 图2—7轴流风机结构图 1．按压力区分 可分为低压轴流风机(H<500Pa)和高压轴流风机(H>500Pa)。 2．按结构型式区分 可分为筒式、简易筒式和风扇式。如图2—8所示。 3．按传动方式区分 可分为电机直联传动、对旋传动、皮带传动、联轴传动及齿轮传动。 二、轴流通风机的工作原理 轴流通风机的空气是按轴向流过风机的，叶轮安装在圆形风筒内，叶轮上的叶片曲的，另外有一个圆弧形进风口，以避免进气的突然收缩。当电动机带动叶轮旋转后气由进风口吸入经过叶片，获得能量，这时部分动能转为静压，再经扩散筒流出，由于空气在风机中始终是沿叶轮轴向流动的，所以称轴流通风机。 筒 式                      简易筒式               风扇式 图2—8轴流风机分类图 三、轴流通风机的特性 轴流通风机的特性是指其风量、风压、功率和效率等性能参数之间的相互关系。 轴流通风机特性曲线是从实验中得到的，如图2—9所示。 从特征曲线图中可以看出，轴流式通风机与离心式通风机的区别有： 1．H—Q的曲线很陡，当风量Q为零时，风压H的值最大。 2．从N—Q曲线看到，风量越小所需的功率越大。 3．11一Q的曲线也很陡，这说明风机允许的调节范围很小，也就是经济使用范围小。工作状态点变化时，容易超出经济使用范围。 因此，使用轴流式通风机时应注意： ①板形叶片轴流通风机的风量为零时所需功率最大，机翼形叶片轴流风机最大功率，位于最高效率点附近，但风量小时，功率也很大，因此轴流式通风机在启动时，就不应设闸门、关小风量，而应是风15全部打开，以免造成电机过载。 ②由于轴流通风机允许调节范围小，因此不宜用闸门来调节风量，这样做很不经济。要改变风量时，最好采用改变电动机的转速或调整叶轮叶片的角度。 四、轴流式通风机在储粮机械通风中的应用 在储粮机械通风中，广泛使用轴流风机。有多种类型的风扇式轴流风机被采用，这类风机结构简单，价格低廉，使用方便，但降温速率小，风扇产生的风压也低，有时造成不方便。 T40型轴流通风机是30K4型轴流通风机的改进型，已成系列产品，按叶轮直径不同分成N0．2．5、3、3．5、4、5、6、7、8、9、10等lO种，每一种机号叶片又安装成150、200、250、300、350等五种角度。风机均采用叶轮直接安装在电机轴上的直联结构。部分风机的性能见表2—5。 表2—5部分风机的性能 机号 叶轮直径(mm) 主轴转速(r／min) 叶片数4 叶片角度 风量(m3／h) 全压(Pa) 效率(％) 轴功率(kW)另外，在储粮机械通风中，为了提高通风效率宜选用T35—1 1型或BT35—1 1型轴流风机，这两种型号的风机已作为有关部门的推广应用产品。 HLT型轴流通风机，在粮食机械通风系统中应用的比较多，该机的风压比T40型高，适合粮食机械通风系统的降温和降水。HIX型风机的性能见表2—6。 表2—6 HLT型风机的性能最近，新型的混流风机也在粮食仓库得到应用，这种风机的工作原理是气流沿着轴向进入叶轮后，近似地沿着锥面运动，气流方向介于离心式与轴流式之间。 第四节   房式仓机械通风 配置了适宜的机械通风设施的粮仓就称为机械通风粮仓。 机械通风仓由粮仓、通风机、通风管道、供风管道、操作控制设备等组成。见图3-1。 表3-1  机械通风仓示意图 在新的粮仓建设中，广泛采用了粮情电子检测、机械通风、环流熏蒸、谷物冷却机低温储粮的四项新技术，这是我国储粮技术明显提高的标志。如图3-2所示。 储粮机械通风技术的关键是风网的设计，要达到通风均匀降温，降水的目的，必须有一个良好的风道系统。理论上讲，如果粮仓的整个地板都做成通风扎板，扎板下面是地坪，两者之间形成一个大的空气压力室。当风机将仓将仓外空气送入压力室后，经过孔板的小孔，进入并穿过粮堆，使粮食温度、湿度发生变化，然后变成废气，排出仓外。由于粮面是平的，空气从孔板到粮面的路程就是粮堆的高度，各处的空气流通是一样的，流过粮层的时间也是一致的，空气的流线都是垂直孔板并互相平行的，此气流称为线性气流。这种形式通风可以达到理想的均匀降温效果。 但是，这种通风仓的造价太高，在大规模的粮仓建设中，秀少有整体地坪为通风孔板的粮仓。 仓内通风管道的设计是在仓内地坪上或地坪下建造带有孔眼的通风管道，使包界空气能进入粮堆。由于空气通过的管道面积远比整个地坪的面积小，气流在粮堆中运动呈非线 图3—2储粮新技术在粮仓中的应用示意图 性流动，这样就不可能均匀穿过粮层，粮层的降温就不可能达到理想均匀的状态，设计的目的只是尽可能使管道布置合理，最大程度使通风基本均匀。 粮仓的通风管道设计，有两大类，一是地下槽，地下槽的孔板只有一个面；二是地上笼，地上笼可做成三角形、圆形、半圆形，其通风管道的表面积比地下槽的孔板面积要大得多，相对来说，地上笼通风更均匀些。 地上笼和地下槽风道的优缺点见表3—1： 表3一l地上笼和地下槽风道的优缺点对比 地下槽 地上笼 优点 通风均匀性良好 仓内地面平整，便于机械作业 不占仓容 不用安装、折卸 不需器材库存放 通风均匀性良好 通风阻力小，可选用轴流风机 地坪完整，不需开沟挖槽 缺点 地坪要开沟挖槽 应用受到地下水位限制，地槽要作防水处理 通风阻力大 安装、折卸麻烦，仓内不便机械作业 使用后，收集占用器材库占用一定仓容 根据以上分析，不论地上笼还是地下槽风道，在使用中通风死角的产生是难免的。死角产生的原因是气流非线性运动。死角可能在较长通风路径和较大粮层阻力的位置发生。例如，平房仓的四个角、一机多风道的主风道靠墙一侧以及由于粮食自动分级或装粮时压实的任意点，都可能出现死角。使用时，应密切注意温度异常点。 一、地槽式机械通风 地槽有两种形式。图3-3（a）是变截面地槽，进风口处槽的高度为a，地槽末端的高度为b，且a>b。整个地槽的横断面积是逐渐减小的。在地槽的上端是空气分配器。若干个空气分配器的大小是一定的，其出风速度相等。这种通风槽设计相当，可以获得较好均匀送风效果。 图3-3（b）是等截面地槽，地槽进口风处的高度为a，地槽末端高度为b，且a=b，整个地槽横断面积是不变的。在地槽上端也安装有若干个空气分配器，各分配器的面积不相等，地槽末端的分配器面积最小。只要设计得当，每个分配器的送风量，可基本相等。 值得注意的是，当地槽采用吸出式进风时，对变截地槽影响不大，对等截面地槽来说，空气分配器的大小顺序则与压入式送风地槽的相反。 由上可知，等截面地槽制造方便，变截面地槽制度麻烦，但在使用中，变截面地槽具有明显优点，既可以正压送风，又可负压送风。 地槽上空气分配器的形状很多，一般是平板式，也有半圆形，梯形和矩形的，见图3-4。 图3—4   地槽上的空气分配器 地槽在仓内的排列也是多种多样的，排列形式见图3—5。 仓型及当地气温、粮温常年变化规律选用合理 1．以降温为目的的通风地槽，应根据仓型及当地气温、粮温常年变化规律选用合理的地槽形式和风机类型。 图3—5  通风道在仓内的排列形式 2．地槽间的距离不大于粮层高度。 3．地槽离墙壁的距离不大于两地槽问距离的1／2。 4．每个地槽的首端及尾部与相应的仓墙壁的距离可取两地槽问距离的l／4或1／8。 二、地上笼式机械通风 为了不在房式仓地坪上开槽，采用移动式的地上笼来布置通风管道。地上笼有多种形式，常用的是圆形、半圆形和三角形，图3—6是半圆形及三角形风道。 图3—6地上笼 圆形风道：圆形地上笼风道多用竹篾编成，直径一般是0.3m～0.4m每节长lm～1.5m，每节两端大小不等，以便连接使用。也可用薄钢板冲孔后制成地上笼风道。 半圆形风道：一般由薄钢板冲孔后制成。也可用钢筋制成骨架，外铺钢丝网或其他透气物料，分段制成。 三角形风道：一般由钢板，木棍制成三角形骨架，外铺钢丝网或其他透气物料。 地上笼在仓内的布置形式与注意事项与地槽式风道类同。 三、箱式机械通风 在房式仓的粮堆内，预埋箱形空气分配器，见图3—7。箱形空气分配器一般为长lm、高1m、宽0.6m～0.8m且四面带筛网的箱体，又称为气箱。气箱在房式仓内一般安放在靠近仓门的底部，可安放一个或两个箱体，用通风管道联结箱体和风机。进行通风作业时，粮面铺有薄膜，采用由远及近的揭膜法，才能有效通风。在气箱的对面墙壁上开有风洞，可以使仓内通风更加均匀，这一通风系统称为箱式通风系统，见图3—8。 图3—7气箱示意图                     图3—8  箱式通风系统 通风气箱结构简单、易制造也易操作和推广，但粮层阻力大，易产生死角。遇有通风死角时，可加设立式通风导管解决。箱式通风适用于中、小型粮仓。 第五节  高大平房仓机械通风 在1998年～l999年国家粮食储备库的建设中，平房仓占了75％以上的比例。新建的平房仓与过去的平房仓有明显的不同，主要表现在： 1．仓房的跨度大，跨度大多为21m、24m、27m、30m 、33m、36m，单间仓房长为60m，装粮高度为6m，因此称为高大平房仓。 2．配备粮情检测系统、环流熏蒸系统、机械通风装置和谷物冷却机。 高大平房仓的机械通风系统是根据“平房仓内的通风道以地上笼形式为主，风网要合理布置，在满足通风要求的基础上，尽量减少单仓通风机的数量”的要求而设计的，如图3—9。 对于跨度为21m、24m、27m，长度为60 m的标准仓，设计为一机四风道。采用地上笼通风的形式，一个仓配备3台移动式风机。 设计中，单位通风量的配置有两种方案，一种为10m3／h·t～12m3／h·t，另一种为13m3／h·t～15 m3／h·t，可根据实际情况选用。 在每个仓的上部还配置4个轴流风机，用于排除白天粮堆上部的积热和在秋冬来临之际缓慢通风降低粮温。 除了地上笼外，还设计了地槽式通风系统，见图3—10，该设计也是一机四风道。每个风道上有9个出风口。使用该系统，每个出风口应加立体形空气分配器，以增加通风均匀性。高大平房仓的四角易产生死角，使用中应多加注意。 除了标准图外，根据各地建库单位的实际情况及要求，还设计了一机二风道的设计图。一机二风道有不少的优点，一是可选用较小型号的风机，二是风量易于调节。其缺点是进风口增加，风机数量增加。 高大平房仓的机械通风系统，如不考虑谷物冷却机的应用，一机两道、一机一道都可采用。只要能均匀通风，各种形式的风道布置都是可行的。 3、高大平房仓通风要点 新建高大平房仓有l／3～1／4的仓容配备大风量的移动式离心式风机，主要用于使粮食能在较短时间内达到通风降温的目的，作为快速降温的应急设备。在标准仓内每仓上部都有4个轴流风机，用以排除夏季仓顶的积热，还可用于仓内粮食缓慢通风降温。 采用地槽通风的高大平方仓，在装粮前应先将风道的风速调匀。采用地上笼通风道，同样也应将风道内的风速调匀，然后才能装粮。 风道风速调匀工作，应由制造厂家在安装风道时进行，并出具测试报告给粮库，有记录和数据及闸门的位置。地槽的风道调好后，不得随意变动阀门的位置。地上笼风道调好后，就在各有关部位都做好标记，每个风道都应编号。装粮时，根据装粮进度顺序逐组布置风道。 在通风降温时，应打开窗户，移动式通风机与仓壁的通风口由软管连接并应设有锁定装置以免位移。风机应有减震装置，以利风机平稳工作。 通风机的工作应与检测系统联网，以便在通风季节能自动控制风机的开启与关闭。    在秋冬低温季节，将仓内粮温降至当地粮食安全过夏的适宜温度，然后再密闭储藏。 夏季气候炎热，应适时排除仓顶内的积热。 粮食出仓后，应收好地上笼，做好维护保养工作。每次装粮时，必须对通风系统进行一次调试，然后才能使用。对于地槽通风的平房仓，同样在粮食出仓以后，对地槽进行检查与维护。每次装粮前，也应再检查风道通风均匀性，调整好阀门后，不得再随意移动阀门的位詈。 第一次通风降温时，应测定粮面的风速，检查通风系统的通风均匀性。 在通风过程中，如果发现某处阻力偏大，风量小(可能装粮时杂质集中)，应采用埋入圆形或半圆形风管以及其他办法，改善局部气流状态。特别注意四周墙角的风量是否偏小，避免通风死角。 第六节  单管通风与多管道通风设备 为解决粮仓内上层粮食局部发热的问题，粮库应配备单管通风和多管通风设备。单管通风设备早在60年代就引入我国，这种设备结构简单，制造容易，它由一个直连电机的风机和一根可组合拆卸的直管组成，风机风量小，一般为500 m3/h～1000m3/h，全压750Pa～1600pa，电动机功率一般不大于0.75 kW，直管由2mm钢管或>2mm的薄钢板卷制成，一般分上、下两段，上段为l.5m，下段为2 ITl。管径一般为80mm。下段管的末端焊接一个200 mm左右长的锥形管，便于管子插入粮堆，下段管的底部500mm～1000mm管段上开有21mm～3mm的圆形孔眼，孔眼排列为△形。两段管可组装为一根直管。 图3—17  多个单管通风设备的组合图 埋管的办法有：一是用压管机，二是用吸粮的扦样器。 单管通风机风量小，只宜用作处理局部发热粮。 多管通风机是多个单管通风机组合而成，也可以是数个单管与一台仓外移动的大型离心风机组合而成，处理发热粮范围较大。 第七节  机械通风重要参数的选择 在机械通风的降温、降水系统中，要保证它可靠工作，就要正确选用或核算其主要工作参数。 一、粮层阻力的计算 当空气被迫送入粮堆并通过粮层，粮食就会对气流产生阻力，空气穿过粮层的阻力大小，以压力降的大小来表示，这就是所谓粮层阻力。 克服粮层对气流的阻力有两个办法：一是在粮层的空气进口端增加压力，产生正压力；二是在粮层空气出口端造成负压，产生吸引力。 粮层阻力与多种因素有关，空气穿过粮层的速度越大，表现出来的压力降也越大，即粮层阻力越大。粮层阻力与粮食品种、粮食含水率都有很大关系。 粮层阻力，可按下式计算 P=9.81ahvb 式中：P——粮层阻粮层阻力，可按下式计算 P=9.81ahvb 式中：P——粮层阻力，Pa； v——粮面(层)表观风速，m/s； a，b——与粮食品种等因素有关的系数(见表4—1)； h——粮堆的高度，m。 表4—1 a，b值 品种 玉米 大米 大豆 花生 小麦 大麦 稻谷 a 414.04 014.129 287.514 280.414 681.399 534.708 484.17 b 1.484 1.269 1.384 1.481 1.321 1.273 1.334 二、单位通风量 单位通风量是指每小时每吨粮食所需的风量，用符号q表示，单位是m3／h·t，国外也有用每小时每立方米粮食所需的风量作为单位通风量，单位是m3／h·m3。两者关系是：前者乘以粮食容重(t／m3)即等于后者。 单位通风量的选用，可根据不同的粮种，不同的仓库，不同的通风条件，综合考虑而决定。 我国的《机械通风储粮技术规程》中规定： 缓速通风时，可采用排风扇通风系统，单位通风量q应小于8m3/h.t。 房式仓或浅圆仓选用离心式或轴流式风机的通风系统，单位通风量q应小于20m3/h.t。 南方地区或气温较高的地区可适当增大单位通风量，北方地区或气温较低地区，可适当减小单位通风量。 三、主风道风速 风速是指气流通过某管道截面的流速，主风道风速指的是与通风机直接连接的主风道内气流的速度。用符号v主表示，单位是m/s，主风道风速应控制在12m/s以下，最大不超过15m/s。 主风道内的风速计算，按下式进行： 式中：Q主——主风道风量，m3/h； F主——主风道的横截面积，m2； v主——主风道内风速，m/s。 四、支风道内风速 支风道内风速是指分支风道内气流速度，用下列公式计算： 式中：Q支——支风道的风量，m3/h； F支——支风道的横截面积，m2； v支——支风道风速，m/s。 支风道风速建议控制在6m/s以下，最大不超过9m/s。 五、分配器表观风速、 空气分配器的表观风速是指气流穿过分配器通气孔板表面积的流速，用符号V分来表示．单位是米/秒。 在地槽式通风道中，空气分配器有平面式或半圆式。在地上笼通风中，空气分配器就是整个带孔眼的风道。 空气分配器风速的计算公式为： 式中：Q分——通过分配器的风量，m3/h； F分——分配器开孔板的表面积，m2； v分——分配器表观风速，m/s。 分配器表观风速推荐值为0.1m/s～0.15m/s。 关于分配器表面积的计算，应当注意，如果是地槽式通风，采用全程开孔分配器，  F分应为地槽宽乘以地槽的长度。如果分配器是圆形地上笼，则其分配器表面积为整个圆  形风道表面积的80％。 在推荐的风道分配器表观风速的范围内，分配器的阻力不大于50Pa，计算风网时，可取分配器阻力等于50Pa。 分配器的开孔率，可选在30％～50％之问。 例题4—1：已知房式仓内安装有两条圆形地上通风笼，长10 m，选用的总通风量为5000m3/h，试求圆形通风笼的直径。 解：根据题意，求每个风道中的风量： Q分=5000÷2=2500m3/h 分配器表观风速选为0.1m/s。按公式计算： 因为F分是圆形地上笼，应乘以0.8。 式中：D为地上笼直径(m)；L为长度(m)。 将数值代人公式得： 0.1×3600×π·D×10×0.8=2500 D=0.28m 空气分配器即在通风管道上的透气孔板，通常由钢板、竹、木等材料制成，也有用强塑料板制成的。孔板上的孔眼有圆形、长方形、鱼鳞板形以及编织的不规则形，不漏粮粒是基本要求，孔板的开孔率一般不小于30％，如能做到40％～50％则更好。 六、空气途径比 采用通风管道对粮堆进行机械通风时，对管道的布置有一定的要求，即管道间的距离大小，要遵守空气途径比的原则。 空气途径比是指空气从空气分配器穿过粮层到达粮面的最长路径与最短路径之比。 图4一l是空气途径比的示意图。在仓内，有两条通风管道(地上笼或地下槽)。粮层高度为h，两管道之间的距离为L，在这种情况下，空气的途径比用符号K来表示，其值为： 有了空气途径比，就能确定仓内通风管道布置的距离，L值用下式计算： L=2h(K-1) 式中：L——两条风道间的距离，m； h——粮层高度，m； K——空气的途径比。 例题4—2：有一粮仓宽8m，长l2m，装粮高度为4m，底部布置两条通风槽，两通风槽的距离为4m，求这时的空气途径比。 解：根据题意，知道粮层高度为4m，两条风道间距离为4m，可用公式求K： 我国规定机械通风降温系统的空气途径比为1.5～1.8。国外有规定最大为2。实验表明，途径比为2时，通风不均匀明显增大。在计算和安装通风管道时，通风管道与仓房墙壁的距离不应大于管道距离的一半。 例题4—3：某房式仓长lom，宽8m，装粮高度为4m，选取空气途径比为1.5，计算通风管道距离，仓房内应布置多少通风地槽? 解：通风管道间的距离L可按公式计算： L=2h(K-1)=2×4(1.5-1)=4m 房仓宽为8m，在这个方向上可布置地槽两条。 8÷4=2 具体布置为，两地槽距离为4m，每条地槽离墙壁2m。 例题4—4：将上题中的两条地槽，布置在房仓的长度方向上，两地槽间距离为5m，地槽距墙壁2.5m，问这种布置是否合理? 解：根据题意，求这时的途径比： 这时的K=1.62，不大于规定的1.8，可以应用，能达到均匀降温的效果。 七、降水时的单位通风量 粮食进行机械通风降水时，单位通风量的选择，应根据本地的气候条件及粮食种类来选定。在通常情况下，粮食水分越高，选用的单位通风量应越大。表4—2是我国《机械通风储粮技术规程》中所列的降水通风最低单位通风量。 表4—2降水通风最低单位通风量 粮食水分(％) 12 14 16 18 20 最低单位通风量(m3／h·t) 15 22 30 40 55 生产实践表明：粮食通风降水时，粮食水分为l6％时，单位通风量一般应不低于  40m3/h.t。粮食水分为24％时，单位通风量可选到400m3／h·t。对于水分为20％以下的粮食，单位通风量选为80m3／h·t～200m3／h·t是适宜的。粮堆的高度应以3m为佳。单位通风量越大则降水效果越显著，但单位电耗量也随之加大。 八、降水时的空气途径比及风道长度 选择机械通风装置时，如果选用地槽式或地上笼式，则管道间的布置距离应不大于粮堆高度的l/2。空气的途径比应以1.2～1.5为界限。实际应用中，风道的长度一般不超过25m。如果需要用长的通风管道时，则管道内的风速应控制在4m/s以内，管道愈长，则风速应越小。 第八节  机械通风操作条件 一、确定通风的原则 机械通风系统建成后，只是具备了实施机械通风的硬件要素，而何时实施机械通风，还必须取决于软件要素——即确定通风的原则。 第一个原则，通风的目的要与通风具有的功能、通风的合适时机相协调。在生产实际中往往有一些人把机械通风当成万灵药，无论储粮存在什么问题，都想一“吹”了之。而在效果上可能适得其反。例如储粮因虫害局部发热时，采用机械通风降温，虽可以暂时抑制储粮发热，但势必导致虫害在粮堆中大量扩散，进而引发更为严重的虫害，这是一种通风的功能与要达到的目的不协调的错误。又如，在严寒季节进行机械通风降水，这时即使大气的湿度很低，降水效果也不会十分显著。因为这时粮食和大气的焓值都比较低，水分的蒸发微弱，干燥速度难以提高，这又是一种通风时机与通风目的不协调的错误，所以进行机械通风要“对症下药”，盲目的通风是有害的。 第二个原则，通风时的大气条件应能满足通风目的的需要。例如，降水通风要求大气湿度较低，而调质通风则要求大气湿度较高，二者的要求正好相反。一种特定的大气条件参数不可能同时满足所有通风目的的要求，因此必须根据通风的目的来选择不同的通风条件。 第三个原则，确定通风大气条件时，既要保证通风有较高的效率，又要保证有足够的机会。例如，对降温通风来说，气温低于粮温的温差越大，通风的冷却效果越好，即通风的效率越高。但是，如果要求的温差太大，就使得自然气候中满足这种温差条件的机会大大减少，甚至丧失通风的机会。因此，确定合理的通风温差、湿差，就必须兼顾通风效率和通风机会两个方面。 第四个原则，确定通风的大气条件，应能限制不利的通风副作用。例如，一般要求在降温通风时粮食的水分不应增加；在降水通风或调质通风时，粮食的温度不应超过安全保管的临界温度等等。这就要求通风大气条件中的温度、湿度条件组合要恰当、合理。 第五个原则，通风中必须确保储粮的安全。例如在通风过程中，要严格防止粮堆出现结露等危及储粮安全的现象发生。 以上五条原则涉及到大气的温度、湿度、露点，粮堆的水分、温度、露点等参数之间的关系和各种条件的组合，要同时满足以上五个原则，就要设法在上述诸多参数中找出最佳的平衡点。 确定通风原则后，还要注意达到两个效果： 1．通风应达到均匀降温、均匀降水和均匀调质的效果。要求风道设计合理，尽量减少死角。 2、通风应具有经济和节能的效果。更根据不同情况，确定是使用轴流风机，还是离心风机或混流风机，是进行连续通风，还是间断通风。 二、通风条件的分析 （一）粮食平衡相对湿度曲线与通风条件的分析 在有关篇章中已介绍了粮食的水份与湿度相平衡的原理。从图5-1中可以看出，粮食的吸附等温曲线和解吸等温曲线，在中间一段是不重合的。也就是说，在相同的相对湿度下，粮食吸附时的平衡水份偏低一些，而处于解吸状态时的平衡水份偏高一些。从通风实际情况看，大多数的通风中粮食都是处在解吸状态，因此，对讨论粮食的平衡水份时，采用解吸曲线上的数据。 相对湿度(％) 如果将同一粮种在各个温度上的平衡水分值，分别连成曲线。就可以得出多条平衡湿度等温曲线。随者温度升高，粮食的平衡水分值降低，表现出较为复杂的函数关系。 例题5—1：某仓库玉米水分为15％,粮温为30℃，试分析在气温为10℃，相对湿度为75％时，可否实施降水通风? 解：查谷物冷却机部分2-1得出玉米水分15%，温度30℃时平衡相对湿度为77.5%、温度10℃的空气被加热到接近粮温，其相对湿度将下降到22%左右，显然这时是可以达到降水效果的。但是，随着通风的进行，粮温逐渐下降而趋近气温。在10℃时，15%水份的玉米平衡相对湿度为68%，反而低于大气相对湿度，此时不仅不会降水，而是有可能增水。 上述例子可以看出，通风是个动态过程，在同样的大气条件下，通风的效果发生了逆转，结果互相抵消了。但是这个逆转点出现的位置，仅通过对平衡相对湿度的分析还不能看出。 （二）粮食平衡绝对湿度曲线与通风条件分析 《机械通风储粮技术规程》采用了粮食平衡绝对湿度曲线图来描述通风中各个参数之间的变化规律，图5—2是通过计算机数学模型处理实验数据而获得的一个粮食平衡绝对湿度曲线图。图中，纵坐标为绝对湿度，用水蒸气分压(mmHg)表示，称为绝对湿度压力值；横座标为温度(℃)；曲线Pb为一个大气压(760mmHg)下的大气饱和绝对湿度曲线(RH=100％)。其余成组曲线为粮食平衡绝对湿度曲线，反映了粮食的平衡绝对湿度随温度、水分变化的情况。图中点A在纵坐标和横坐标上的投影，分别为该点的绝对湿度压力值Psa和温度ta；过A点的垂直线与曲线Pb的交点C为ta温度下的大气饱和湿度点，饱和湿度压力值为Pba；过A点的水平线与曲线Pb的交点B为A点的露点，露点温度值为tla，而比值Psa/Pba即A点的相对湿度值RHa。如果A点正处在粮食水分为m％的平衡绝对湿度曲线上，则Psa,RHa、tla分别代表了该点上的粮食平衡绝对湿度压力值，平衡相对湿度和粮堆露点温度。从图5—2可以看出，不同的粮种在相同的温度、水分情况下，其平衡相对湿度、绝对湿度和露点温度都是不同的，因此在讨论具体通风条件时应区分不同的粮种。 图5—3是相对湿度与绝对湿度换算图。图5—4至图5—8分别为小麦、玉米、稻谷、大米、大豆的平衡绝对湿度曲线图。通过这几幅图，可以根据已知条件查出与通风有关的各种参数数值。 例题5—2：试查出小麦、玉米、稻谷、大米、大豆在13％水分、温度20℃条件下的平衡绝对温度、平衡相对湿度和露点温度。 解：(1)首先在图5—4至图5—8上分别找到粮食水分等于1 3％的曲线与粮温为20℃的垂直线的交点，通过该交点作水平线与纵轴相交，在纵轴上读出其平衡绝对湿度压力值；进而通过该水平线与饱和湿度曲线Pb的交点(相当于图5-2的B点)作垂直线，与横轴相交，可在横轴上读出其露点温度值，结果见表5—1。 表5-1 绝对湿度与露点温度对应结果 名称 平衡绝对湿度压力值(mmHg) 露点湿度(℃) 小麦 10.2 11.7 玉米 10.5 12.2 稻谷 11.0 12.8 大米 10.4 12.0 大豆 11.1 13.0 (2)根据已查得的平衡绝对湿度压力值和已知的温度值，通过表5—2查出粮食的平衡相对湿度值： 表5—2平衡绝对湿度压力值与平衡相对湿度对应值 名称 平衡绝对湿度压力值(mmHg) 平衡相对湿度(％) 小麦 10.2 59.0 玉米 10.5 60.7 稻谷 10.0 63.3 大米 10.4 60.3 大豆 11.1 64.2 查取以上数据还可以采用查《空气饱和水汽量表》和《粮堆露点温度检查表》的方法进行估算。但本方法更为准确、简洁、直观。 通过以下两个例子，可以看出采用粮食平衡绝对湿度压力曲线图来分析通风过程是十分直观的。 例题5—3：某粮库拟对温度30℃、水分为ll.5％的小麦降温通风，此时大气温度为20℃、相对湿度为80％，问是否允许通风? 解：在图5—9上，水分为11.5％，粮温ta为30℃的小麦处于A点，查出：粮食平衡绝对湿度压力Psa=16.4mmHg，粮食平衡相对湿度RHa=51.9％，同时查出在气温tb为20℃时： 大气饱和绝对湿度压力值Pbb=17.3mmHg 大气绝对湿度压力值Psh=Pbb×80％=13.9mmHg A、B两点比较：虽然B点相对湿度高于A点，但其绝对湿度反低于A点，这表明通风时不会吸湿，满足通风的湿度条件；《机械通风储粮技术规程》规定，开始通风时的温差不小于8。C，即此时的通风上限气温应为：30℃一8℃=22℃(线段CD)此时气温低于22℃，通风的温度条件也得到满足。结论是允许通风。 三、允许通风的大气条件 允许通风大气条件是指在通风作业阶段开始以后，满足通风目的要求的大气温度、相对湿度、露点等参数的上限、下限数值。当大气温度、湿度符合该组条件时，则允许启动通风机通风，否则暂停通风，进入等待——但不一定停止通风作业。 （一）允许通风的温度条件 通风的温差条件与通风效率、通风机会有密切的关系，《机械通风储粮技术规程》中规定，除我国亚热带地区以外，开始通风时的气温低于粮温的温差不小于8℃，通风进行时的温差要大4℃；考虑到我国广东等亚热带地区四季温差较小，为保证有足够通风机会，只能牺牲一部分效率，而规定开始通风的温差为6℃，通风进行中的温差为3℃。 对自然通风降温来说，因为不消耗能源，为获得更多的通风时机，一般仅要求气温低于粮温即可通风。 对降水通风和调质通风，要求通风后的粮温不超过该批粮食的安全储存温度。粮食安全储存温度可按表5—3估算。 表5—3粮食最高安全储存温度 粮食水分(％) 12 13 14 15 16 最高安全储存温度(℃) 30 25 20 15 10 （二）允许通风的湿度条件 《机械通风储粮技术规程》中规定的湿度条件为绝对湿度，对降水通风的湿度条件，《机械通风储粮技术规程》规定： Ps1<Ps21 Ps1——大气绝对湿度压力值，mmHg； Ps21——粮食水分减一个百分点，且粮食温度等于大气温度时粮食的平衡绝对湿度压力值，mmHg。 在机械通风中降水和降温往往是同时存在的。在粮堆中存在两个随气流方向移动的峰面，即冷却前沿和干燥前沿。在冷却前沿之前是尚未冷却的粮食，在冷却前沿之后是已冷却的粮食；对干燥前沿，情况类同。两个前沿的移动速度是不同的，冷却前沿移动速度大大快于干燥前沿，见图5—10。 在通风中往往表现为干燥过程尚在进行，冷却过程已经结束。因此，《机械通风储粮 技术规程》为了避免出现因为粮温变化而发生通风效果逆转现象，直接将粮温等于气温作为查定粮食平衡绝对湿度的条件。另外，将粮食水分减一个百分点，是为了进一步增加通风的湿差，以提高通风效率。对调质机械通风的湿度条件，《机械通风储粮技术规程》规定：                                  图5—10通风冷却干燥示意图 Psl≥Ps22 Ps22——粮食水分增加2．5个百分点，且粮食温度等于大气温度时粮食的平衡绝对湿度压力值，mmHg。 以上所使用的平衡绝对湿度压力曲线是解吸曲线，而同一湿度下对应的解附曲线平衡水分值一般比吸附曲线高出2～2.5个百分点，因此将粮食水分加2．5个百分点作为湿差，就是为了补偿两种曲线之差，确保调质通风中能够有效地增湿。 对降温通风，一般仅要求通风中不增湿，并且可以不考虑干燥前沿滞后的问题，因此通风的湿度条件很简单： Psl≥Ps2 Ps2——当前粮温下的粮食平衡绝对湿度压力值，mmHg。 （三）允许通风的露点条件 粮食的结露有两种类型： 一类是气温低于粮堆露点时，粮堆内部散发出的水蒸气骤遇冷空气而引起的结露，俗称“内结露”。实践证明，“内结露”在机械通风中影响并不严重，随着通风送人粮堆大量的低湿空气，将粮堆内的高湿空气带走，结露会很快停止。因此，除自然通风以外，这类结露可以不作为通风控制条件。 另一类结露是粮温低于大气露点温度，空气中的水气凝结在冷粮上而引起的结露，俗称“外结露”。这类结露的水分来源于不断引人粮堆的空气。“外结露”在地下粮库等低温型粮库的误通风中屡见不鲜，往往导致影响储粮安全的严重后果。为防止“外结露”的发生，应避免在粮温低于大气露点时进行通风。 表5—4列出了各类通风的允许通风条件。 表5—4允许通风条件表 目的 方    式 自然通风 机械通风 降温 Psl<Ps2 tl<t2 tl>t12 Psl<Ps2 开始时：t2一tl≥8℃ (亚热带：t2一tl≥6℃) 进行时：t2一tl≥4℃ (亚热带：t2一tl≥3℃) 降水 Psl<Ps2 tl<t2 t2>tll Psl<Ps2l t2>tl2 凋质 Psl≥Ps23 tl<t2 t2>tll Psl≥Ps22 t2≥tll 表中：tl ——大气温度，℃； t2——粮食温度，℃； tll——大气露点温度，℃； tl2——粮食露点温度，℃； Psl——大气绝对湿度压力值，mmHg； PS2——当前粮温t2下的粮食绝对湿度压力值，mmHg； Ps21——粮食水分减1个百分点，且粮食温度等于大气温度tl时的绝对湿度压力值，mmHg； Ps22——粮食水分加2.5个百分点，且粮食温度等于大气温度t2时的绝对湿度压力值，mmHg； Ps23——当前粮温t2下，粮食水分加2.5个百分点的粮食平衡绝对湿度压力值，mmHg。 例题5—5：已知稻谷温度为30℃，水分为l3 .5％，大气温度为18℃，相对湿度为80％，是否允许降温机械通风? 解：查图得，大气绝对湿度压力值Psl为12.2 mmHg。查图得：在粮温t2下为30℃时，稻谷平衡绝对湿度压力值PS2为22.1mmHg，粮堆露点tl2为24℃。 因为：Psl<Ps2， 且t2一tl=30℃一18℃=12℃>18℃ 所以：允许降温机械通风。但是由于气温低于粮堆露点，在通风开始阶段可能有轻微内结露。 例题5—6：已知玉米温度为5℃，水分为l8％，气温为20℃，相对湿度为60％，是否允许降水机械通风? 解：查图得：大气绝对湿度压力值Psl为10.4mmHg。大气露点tLl为12℃。查图得：玉米水分减1个百分点即17％水分，且粮温等于气温20℃时，玉米平衡绝对湿度压力值为l4.4mmHg。 虽然Ps．<Ps2满足了湿度条件，但是由于： t2=5℃<tll=12℃ 可能发生较严重的外结露，结论是不宜降水机械通风。 例题5—7：已知稻谷温度为20℃，水分为12.5%，气温为18℃，相对湿度为80％，是否允许调质机械通风? 解：查图得：大气绝对湿度压力值PSl为12.2mmHg,大气露点t11为l4.5℃。查图得：稻谷水分加2.5个百分点即15％水分粮温等于气温18℃时，玉米平衡绝对湿度压力值Ps22为1l.7mmHg。 因为Psl>Ps22，且t2>tLl；所以：允许调质机械通风。 四、结束通风的条件及其他 结束通风的条件，是指通风的目的已经基本达到，粮堆的温度、水分梯度已基本平衡，可以结束通风作业的条件。 1．结束降温机械通风的条件 (1)气温低于粮温的温差小于4℃，即t2-tl≤4℃(亚热带地区t2一tl≤3℃)； (2)粮堆温度梯度≤1℃/m粮层厚度； (3)粮堆水分梯度≤0.3％/m粮层厚度。 2．结束降水机械通风的条件 (1)干燥前沿移出粮面(底层压入式通风时)，或移出粮堆底面(底层吸出式通风时)； (2)粮堆水分梯度≤O.5％/m粮层厚度； (3)粮堆温度梯度≤1℃/m粮层厚度； 3．结束调质通风的条件 (1)粮堆水分达到预期值，但不超过安全储存水分； (2)粮堆水分和温度梯度同降水通风的梯度要求。 在通风目的基本达到且符合结束通风的条件时，一般还应适当延长通风时间，使得粮堆内的温度、水分趋于均匀，有利于安全储藏。在粮层厚度较大，温度、水分不易均匀的场合，有时还需要采用诸如变换压入式与吸出式通风的办法来促使加速均匀。 4．其他附加条件 《机械通风储粮技术规程》规定的附加条件主要有两条： (1)降水机械通风，要求粮食水分含量不超过以下值： 早稻谷：l6％ 小麦：16％ 大豆：l8％ 晚稻谷：l8％ 玉米：20％ 油菜籽：l2％ 限制降水机械通风的最高粮食水分，主要是考虑到在粮食水分很高时，机械通风降水的效率不是十分理想。为了扬长避短，在粮食水分超过上述标准时，应尽量采用烘干、晾晒等方法，或采用辅助加热通风的方法降水。 (2)调质通风只允许在粮食加工前进行，正常保管期间不得采用。 限制调质通风的使用范围，主要是考虑到调质通风增加了粮食水分，虽然能起到改善粮食加工工艺品质的作用，但对继续保管十分不利，因此必须慎重采用，避免调质通风增水后的粮食继续储存。 第九节  机械通风时机的判断 进行机械通风前，首先要判断天气是否符合机械通风的要求，必须知道空气的温度及其所含的水蒸气量。然后计算仓外空气进入粮堆后的相对湿度，将它与粮堆内空气的平衡相对湿度进行比较，得出是否能进行通风的结论。 现将机械通风时机判断几种方法简介如下： 第一种方法：湿度条件计算法 湿度条件计算方法如下： 仓外空气引入粮堆后的相对湿度％=仓外温度下空气的饱和水汽量×仓外相对湿度％/粮堆温度下的饱和水汽量 仓外空气温度和仓内粮堆温度下空气的饱和水汽量可参见表5—5。 表5—5不同温度下空气饱和水汽量和饱和水汽压 温度