小黑麥含水量對谷類自發(fā)熱和對地窖墻壁壓力的影響摘要作者提出了在一個地窖模型中，關于小黑麥谷粒的溫度和水平壓力的研究結(jié)果。研究實驗中最初的含水量分別為13，16和18，且這些谷粒的存貯時間是25天。研究表明，谷粒的溫度是受它最初含水量影響的。最高的溫度值出現(xiàn)在最初的含水量為18的谷粒中。并且，最初的含水量越高，壓力增加越快。關鍵字小黑麥，含水量，地窖，發(fā)熱導言溫度和含水量是影響谷粒在存儲期間質(zhì)量的最重要的因素。季節(jié)性和晝夜溫度變化對被存放的谷物有一個消極作用，它會引起水分在存儲的谷物中遷移和變化。因此，要有效地管理通風透氣這個過程，準確預測存貯過程中谷粒含水量和溫度是必要的，這樣也可以為谷粒提供一個最宜的儲存條件并且也可使得昆蟲出沒最少2。水的自由遷移取決于一些因素存貯谷粒的種類和質(zhì)量、谷粒的大小和形狀，溫度、最初的含水量和空氣條件。同時，它也取決于存貯的時間和在谷粒吸附性和擴散性。這些因素造成水分遷移的過程是不穩(wěn)定的。在大量的谷粒中，水傾向于從溫暖的區(qū)域轉(zhuǎn)移到?jīng)鏊膮^(qū)域，并且，水分遷移速度是在高含水量處比在低含水量處快10。水遷移在植物中的作用許多作者都在設法描述水遷移現(xiàn)象。HOLMAN和CARTER10研究了多余12種不同大小和種類的大豆品種中水遷移的整個過程。他們表示，水遷移在所有種類的大豆中都可以發(fā)生，這是水分在儲存物質(zhì)的更高層堆積造成的。SCHMIDT19做了一個實驗，包括測量麥粒在整個存貯期間的含水量。他發(fā)現(xiàn)水遷移通常開始在9月下旬或在10月初。從4月到8月，HELLEVANG和HIRNING9進行了關于16種不同大小的豆子的研究。他們發(fā)現(xiàn)上層平均濕度為256，而在下面06到18M處，濕度含量增加045。谷粒存貯期間發(fā)生的變動知識對實用目的是非常重要的。谷物作為一件商業(yè)物品，在谷物存儲期間，應用一種適當?shù)哪Ｐ投亢投ㄐ缘挠嬎悴Q定水分布和溫度情況，可以幫助在各種各樣的谷物在各種氣侯情況下都能適當?shù)拇尜A。KHANKARI11建立了一個數(shù)字模型，以演算谷物大量儲存時的水遷移。他使用當前天氣數(shù)據(jù)，獲得了一個描述自由對流的溫度、濕度和自然對流率的非線性方程。這個使用水遷移演算計算谷物中溫度和濕氣的數(shù)字模型，已在明尼蘇達廣泛使用13。這個模型根據(jù)假設自然空氣對流是在大量谷物之內(nèi)的流行現(xiàn)象，然后用實驗進行了測試。測試步驟是這樣的，KHANKARI使用了一條圓柱形地窖模型，高10M、直徑10M，他將玉米存放于其中，并且平均含水量為14、平均溫度為25，使玉米在這樣的環(huán)境中存放一年，從10月開始，不透氣。然后他依照實驗的結(jié)果，通過模型計算出了導熱性值。KHANKARI等12也給出了玉米存放過程中擴散的其他參量他們發(fā)現(xiàn)隨著溫度的增加，水遷移也越快。在貯存期初期，即，在秋天多雨季節(jié)和早冬季節(jié)，水遷移僅出現(xiàn)在接近地窖墻壁的區(qū)域。自然對流對水流的作用出現(xiàn)在12月底和在1月初，這時溫度到達最高值。所以，水遷移率在冬天是最快的。研究表示谷物導熱性的增加對自然空氣對流有限制的作用，并且，水遷移在所有大小地窖都會發(fā)生，雖然它在更小的地窖里發(fā)生得早一些。秋天將谷物冷卻至0，可使其含水量保持整年穩(wěn)定。KHANKARI等。17運用CHEN和CLAYTON建立的方程，模擬了一個等式，是關于混凝土貯倉中存貯的麥粒的含水量的幅度變化在這個等式中他假設含水量變動只與溫度有關。THOMPSON20和FAN等。3做了一個實驗，關于通風透氣這個的過程。根據(jù)實驗，THOMPSON20建立了一個模型，表現(xiàn)存貯的谷物溫度變化、含水量和干燥分布情況。他得到了一個結(jié)論當谷類與自由流通的空氣以低流量率通風時，空氣和谷物之間的真實的平衡是可能維持的。FAN等。3研究了各不同品種麥子的水擴散情況。他們發(fā)現(xiàn)谷物的水擴散系數(shù)表達成一個絕對溫度的指數(shù)函數(shù)，并且對于硬質(zhì)小麥來說，這個系數(shù)在2654的溫度范圍內(nèi)是不會改變的。他們確定了幾種麥子在溫度范圍為26到98內(nèi)的擴散系數(shù)。根據(jù)溫度和麥子品種不同，這些值的范圍是從2X1012到2X1012到245X1012M2S1的范圍。CHANG等。2認為存放的時間為TT的谷物平均含水量為WUW0H0HUMR1這里WU在谷物層，在時間T期的最后或者隨后模仿的平均含水量值，KGKG1小數(shù)，DBW0含水量，在時間T期最初或在之前模仿的值，KGKG1小數(shù)，DBH0自由流通的空氣濕氣比率，KGKG1HU遠離谷物層的空氣濕氣比率，KGKG1MR在T期間內(nèi)進入到干燥谷物中空氣的比率。CHANG等。1研究了存放在高66M和直徑42M的地窖里最初的含水量為118的麥粒。根據(jù)研究，他們認為，在15個月的期間內(nèi)，據(jù)測量，谷物含水量的模仿價值與獲取濕氣價值相符，并且，在夏天期間，層數(shù)接近表面的區(qū)域含水量減少了2到25，而在地窖的中央和底部，谷物含水量的變化只是輕微的。而在地窖存放的大米的塑造溫度和含水量則是FREER4和HAUGH8等感興趣的主題。HAUGH等。8認為，谷物溫度是在谷物存貯的最重要的參量，并且應該保持在1015，而不考慮谷物含水量水平的寬廣的范圍。根據(jù)那些作者的結(jié)論，雖然谷物含水量也很重要，但谷物的溫度才是最重要的。根據(jù)FREER等4，可以知道在地窖附近的氣溫，以計算在谷物在地窖和周圍溫度之間的溫度區(qū)別?？紤]到活動范圍、糙米的含水量決定和質(zhì)量虧損，他們提出了計算一年中晝夜溫度的演算方程式。他們的研究的實驗性部分執(zhí)行為一個二維模型，人們用它分析在溫度的變化和含水量、質(zhì)量虧損水平和水凝結(jié)水平。在他們的研究中他們使用了最初的谷物溫度10，20和30，含水量水平11，13和15和三倍的電。在測試程序他們估計了最初的谷物溫度、最初的谷物含水量和充電的時間將谷物填裝地窖的時間。觀察進行了12個月。研究發(fā)現(xiàn)，充電的時間對參量有少許作用。在谷物溫度為30最初的含水量為15的環(huán)境下，相對高的質(zhì)量虧損被發(fā)現(xiàn)了。往地窖的上面，高的最初的溫度和含水量水平有對水遷移的重大作用。因此意味著頂面區(qū)域有助于谷物的變壞和增加微生物的活動。增加的谷物溫度導致在地窖墻壁和底部上的谷物施加的壓力增加。儲存的物質(zhì)物產(chǎn)沙子、玉米、麥子和高梁在側(cè)向壓力包括熱量上的作用則由PURI等研究18。18實驗的結(jié)果表明，在儲存箱的熱量誘導應力取決于被存放的材料的容積密度計算熱量超壓力PT作為溫度下降功能T他們使用了線性方程PTCPT2這里，CP熱量壓力系數(shù)KPA1。ZHANG等。21,23,25改進了谷物存貯在地窖的期間，熱量現(xiàn)象造成的裝載的預言的模型。使用有限元素分析，新的模型被開發(fā)了?；趶椝苄缘睦碚摚籐ADE14和ZHANG等開發(fā)了。22理論結(jié)果由作者實驗性地測試，通過測量裝滿谷物的、08MM的由鋁制成直徑的09M和12M高圓筒框的熱量（包括誘導應力）。在他們的實驗中，他們運用了在3222之內(nèi)的范圍的三個充分的溫度變化周期。壓力價值被測量了在三個水平。作者研究了循環(huán)順序和溫度變化對側(cè)面壓力系數(shù)CP的作用其目的，對于三個水平，增加壓力、降低溫度，第一輪022KPA1，第二輪036KPA1，第三輪038KPA1，然而當升高溫度時，對應的值分別為038,040和041KPA1。作者認為側(cè)向熱量壓力和溫度變化之間的關系是線性的，并且，在溫度增量期間的第一個，第二個和第三個周期壓力分別是722，111和78，分別高于在下降的溫度情況下?？紤]到裝載由地窖墻壁造成的成本負擔，并且地窖墻壁谷物和地窖底部谷物接口，張等提出存貯的顆粒狀材料的另一個模型。25模型沒有反射在溫度上的變化。因此，LI等16通過包括在平均溫度范圍之內(nèi)的被存放材料的價值典型，擴展了根據(jù)有限元分析的模型的一個新版本。在麥子最初含水量10和容積密度825KG/M3的條件下，模型被測試了。裝了麥子的地窖服從了32和22之間的循環(huán)溫度變化與振幅10每H。在40KPA的額外加載應用以后，谷物休息2的H。他們測試了另外的谷物填裝在各種深度，允許地窖墻壁變形23。休息的兩小時期間允許谷物獲得壓力測量儀器的一個穩(wěn)定狀態(tài)，不記錄張力的任何變化?？盏牡亟褱y試表示，地窖15的高部和低部都沒有發(fā)生變形。ZHANG等。24從地窖軸和谷物層數(shù)深度的距離，學習了在壓力商數(shù)上K的價值的變化，靜態(tài)和在淺和深地窖熱量裝載之下的作用。使用第二代模型，他們分析了在圓柱形谷糧倉的壓力。他們運用了分析于二個谷糧倉一個3M直徑和9M高，另一個9M直徑和9M高。兩個都由波紋狀的金屬片制成并且充滿了10含水量和最初的容積密度801KG/M3的麥子。在兩種情況下他們確定了大量谷物之內(nèi)壓力的主要方向在和側(cè)面比垂直壓力的斜率K。他們在從地窖軸的方向發(fā)現(xiàn)側(cè)向和垂直的靜壓不是一致的，但是減少往墻壁會減少。而垂直的熱量壓力減少了，從地窖軸距離的增長側(cè)向熱量壓力也增加了。當谷物溫度下降到30時，側(cè)向壓力比垂直的增加了更多。當溫度下降到30時，接近墻壁的側(cè)向壓力的增加比軸向的更大。在靜態(tài)負載不考慮到地窖軸的距離在情況下，K值的變化是輕微的，但是當熱量裝載時其增加了2063。當考慮到谷層深度與靜態(tài)負載時，K值的變化是輕微的，但是當熱負載從地窖的頂部到底部時，K值減少一般為20。K的平均值高于靜止時。地窖通常充滿各種各樣的含水量的谷物。GROCHOWICZ等。5和KUSISKA6,7研究了谷物層數(shù)含水量對溫度和水的分布和在由在地窖墻壁上谷物的壓力施加的作用。他們表示，在谷物含水量上的夾層區(qū)別導致強的增量在地窖墻壁上和壓力施加的五谷溫度在夾層界限。以上問題的提出表明對谷物溫度和含水量研究的強烈需要，并且，那些因素對施加在地窖結(jié)構(gòu)元素上壓力的作用。在壓力上的變化可以不僅由改變外在溫度造成。因為這影響微生物和昆蟲演變的過程，導致增加的溫度和含水量，他們受谷物的最初的含水量的強烈影響。范圍和方法研究提出介入壓力的測量的式樣調(diào)查結(jié)果，包括測量實施在地窖墻壁上的壓力和谷物溫度。用于的材料是最初的含水量水平的小黑麥五谷的13，16和18，被存放在一個恒定的外在溫度15，存放25天。含水量13，16或者18WB由充分水容量的加法達到并由等式計算MWMGW2W1/100W23這里MW達到W2含水量的必需的水容量，KGMG大量被澆過水的谷物，KGW1最初的谷物含水量，WBW2必需的谷物含水量，WB。被澆灌過的谷物在72H內(nèi)用緊緊關閉的桶存放。它每隔幾小時被轉(zhuǎn)動以調(diào)平含水量在開始測試之前，含水量是受控的。圖1是一張?zhí)岢鲈囼灪细竦暮唸D。主要關于是帶有水套的地窖1。地窖的外在直徑是600MM，并且它的高度是1200MM。水套用在一個必需的溫度，是的水溫的水供應了受控的通過超溫箱6。地窖充滿了具最初的含水量的小黑麥谷粒。所有實驗最初的谷物溫度是相同的，在15。然后，最初的壓力對地窖墻壁被測量了在地窖底部175,275,375,475,575,675,775和875MM之上的八高水平。在實驗期間，壓力價值通過應變儀4和測力計類型APARAR923一天一次被測量了5。同時在地窖里面的谷物溫度被測量了在40測量點通過熱電偶2和溫度測量儀類型AR5923。溫度測量點位于的高度和應變儀一樣，在從0，75，150，225和300MM地窖軸的距離。測量的準確性001N使用了在一個測定的1N和2N范圍的應變儀。25MM直徑的鋼活塞與應變儀附有了測量的點，并且谷物通過稀薄橡膠膜被加壓了。它由等式計算PF/S4這里P墻壁對谷物的壓力，PAF谷物壓力，NS活塞表面，M2。應變儀用托架連接墻壁。在清洗地窖之前，測量系統(tǒng)由一個靜態(tài)方法統(tǒng)一校準。溫度測量精度為01。所有測量重復三次。結(jié)果圖2和3顯示的是壓力和溫度測量的平均值在所有的情況下，地窖中投入的小黑麥的最初的溫度是15。存貯期間，地窖軸處的小黑麥溫度到達了最高值，這就是為什么圖表描述溫度變化在沿軸位的測量點。在最初的含水量為13WB的情況下，小黑麥谷物的溫度隨存儲時間段的增加而升高。在位于高度在地窖底部之上的675和775MM的測量點處，在溫度的最強的增量被發(fā)現(xiàn)了。在25天以后，在那個水平的小黑麥溫度是22。在最初的含水量為16WB的題條件下，小黑麥溫度的更高的增量為被記錄了圖2。在溫度上的最強的變化發(fā)生在存貯時間為20天的時候。在高度675MM的區(qū)域溫度到達了36，而最低的測量點溫度為30。在20天和天25之間，溫度的變化只是輕微的。主要地窖的低部，溫度增加了2度。在與最初的含水量為18WB的情況下，小黑麥最高溫度值被發(fā)現(xiàn)了圖2。在25天以后，發(fā)現(xiàn)的最大價值在高度675MM處44。那時在地窖的底部的溫度是36。在這個含水量的條件下，溫度增量最強也是直到存貯20天。在所有實驗中，在最高測量水平處的溫度比在高度675和775MM時的溫度低。這歸結(jié)于水蒸發(fā)。最高的溫度出現(xiàn)在高度為675MM和775MM處的事實表明水從地窖底部往上擴散，并且它的吸收主要在那些水平。在地窖墻壁的溫度低于在位于地窖軸處的溫度在存貯25天以后，根據(jù)谷物的含水量，平均溫度為25。小黑麥含水量的平均值在第一個案例中增加了05，第二個增加了12，第三個大約怎加了21。增加的含水量導致了在地窖墻壁上壓力的變化。在地窖墻壁的最低壓力增量被發(fā)現(xiàn)于在含水量為13WB的小黑麥。當?shù)亟驯惶钛b了后，在地窖低部的墻壁壓力是918HPA，并且在最高的測量水平是206HPA。在25天存貯以后那些值分別增加到107和22HPA。在最初含水量為16WB的情況下，小黑麥的最初的墻壁壓力是89HPA在底部和18HPA在上面。低壓值，當與那些最初含水量為13WB的小黑麥的相比時，濕氣歸結(jié)于更低的容積密度。儲藏期期間，壓力價值逐漸增長到達他們的最大值，直到存貯中的最后階段底部121HPA和頂部24HPA。最高的壓力增量發(fā)現(xiàn)于地窖的底部向上775MM處。在高度885MM處，墻壁壓力的增量只是輕微的。在含水量為18WB的情況下，發(fā)現(xiàn)了小黑麥的最高墻壁壓力增量值。存貯第一天，底部和頂部壓力分別是85HPA和16HPA。5天以后，壓力少許增加了，除在高度775MM處的記錄值之外，它達到73HPA。那時，在被存放物質(zhì)的水儲積增量變得明顯。在5天和10天之間，發(fā)現(xiàn)了一個壓力的迅速增量值，地窖的底部的值為152HPA。存儲時間延長至10天至25天，發(fā)現(xiàn)在地窖低處和475MM處墻壁壓力增加極少，并且在那個水平以上壓力還有減退，這與發(fā)霉的谷物是一樣的。結(jié)論1小黑麥最初的含水量影響了存貯溫度和在地窖墻壁上的小黑麥施加的壓力。2最高的溫度發(fā)生在小黑麥最初的含水量為18WB、存貯25天以上的地窖上部，并且最低溫度發(fā)生為小黑麥含水量為13WB情況下。3在小黑麥含水量水平分別為13和16WB的情況下，壓力的增量是一致的。存貯期間，更高的最初的含水量導致更強的壓力增量。4在小黑麥含水量為18WB的情況下，直到存貯10天以后，墻壁壓力值才會隨著475MM高度以上小黑麥變壞壓力的減小而增加。參考文獻1CHANGCS、CONVERSEHH和STEELEJL1993年。通風存貯的谷物的塑造溫度。TRANSASAE，362，509519。2CHANGCS、CONVERSEHH和STEELEJL1994年。通風存貯的谷物的塑造溫度。TRANSASAE，376，18911898。3FANLT、CHUNGDS和SHELLENBERGERJA1961年。水在麥子仁的擴散率。CEREALCHEM,386,5405494FREERMW、SIEBENMORGENTJ，COUVILLIONRJ和LOEWEROJ1990年。遮蔽存貯大米的塑造溫度和含水量的改變。TRANSASAE，331，211220。5GROCHOWICZJ、KUSISKAE和BILASKIWK1998年。存放在地窖中谷類物質(zhì)毗鄰層數(shù)的許多交換。INTAGROPHYSICS，12，103108。6KUSISKAE1998年。谷粒層含水量對地窖墻壁上的壓力分布的作用。INTAGROPHYSICS，12，199204。7KUSISKAE1999年。五谷層的含水量和他們的在地窖的配置對溫度和壓力分布的作用。INTAGROPHYSICS，13，469476。8HAUGHCG和ISAACSGW1967年。大量谷物中氧氣的等溫擴散。TRANSASAE，102，175178。9HELLEVANGKJ和HIRNINGHJ1988年。夏季存貯谷物中的濕氣運動。ASAE第886052頁，STJOSEPH，MICH，ASAE。10HOLMANLE和卡特DG1952年。存貯在農(nóng)作容器的大豆。ILLINOISAGRIC大學EXPSTA。BULL，553，451495。11KHANKARIKK1992年。存貯的谷物中濕氣遷移的預言。PHD論文，MINNESOTA,STPAUL和MINN的大學。12KHANKARIKK，MOREYRV和PATANKARSV1994年。溫度差造成的存貯谷物中濕氣擴散的數(shù)學模型。TRANSASAE，37515911604。13KHANKARIKK，PATANKARSV和MOREYRV1995年。存貯的谷物中自然對流濕氣遷移的一個數(shù)學模型。TRANSASAE，38617771787。14LADEPV1977年。外表彎曲的非粘結(jié)性土壤的彈塑性的應力理論。INTJ固體和結(jié)構(gòu)，13，10191035。15LIY1989年。利用顆粒狀材料的彈性VISCOPLASTIC理論，建立熱量模型引導存貯谷物的循環(huán)裝載。PHD論文。，PENSYLVANIA州立大學，大學公園。16LIY，PURIVM和MANBECKHB1990年。在比例模型容器的裝載受周圍循環(huán)溫度支配。TRANSASAE，332，651656。17LOKM，CHENCS，CLAYTONJT和ADRIANDD1975年。存貯的麥子的溫度和濕氣隨天氣變化而改變的模仿。JAGRIC。ENGRES。，201，4753。18PURIVM，ZHANGQ和MANBECKHB1986年。顆粒狀物質(zhì)對熱量的影響導致容器裝載。INTJ地窖中存貯的大塊固體，23，17。19SCHMIDTJL1955年。HUTCHINSON、KANSAS和JAMESTOWN的麥子存貯研究。北達科他州，USDA，TECH。BULL,1113年，華盛頓特區(qū)20THOMPSONTL1972年。使用連續(xù)的通風存貯的高濕度玉米粒的臨時儲藏。TRANSASAE，152，333337。21ZHANGQ，PURIVM和MANBECKHB1986年。裝滿非粘結(jié)性顆粒的糧倉中熱量導致壓力的有限要素模型。TRANSASAE，292，248256EKUSISKA22ZHNAGQ，PURIVM和MANBECKHB1986年。DETER24ZHNAGQ，PURIVM和MANBECKHB1990年。麥子EN元素預言的ELESTOPLASTIC結(jié)構(gòu)性參量和在熱量導致谷物的裝載。TRANSASAE，29617391746。容器。TRANSASAE，326，21312136。23ZHANGQ，PURIVM和MANBECKHB1989年。靜止和25ZHANGQ，PURIVM，MANBECKHB和WANGMC，1987年，預言了在充分的大小的谷物容器里的熱應力。預言靜止和巨型計算機上FEM熱量的有限要素模型。TRANSASAE，322，685690。導致容器墻壁壓力。TRANSASAE，30617971806。原文EFFECTOFTHETRITICALEGRAINMOISTURECONTENTONTHESPONTANEOUSHEATINGOFGRAINANDONTHEPRESSUREAGAINSTTHESILOWALLEKUSINSKADEPARTMENTOFENGINEERINGANDMACHINERY,UNIVERSITYOFAGRICULTURE,DOSWIADCZALNA44,20236LUBLINRECEIVEDOCTOBER9,2000ACCEPTEDMAY29,2001ABSTRACTTHEAUTHORPRESENTSTHERESULTSOFSTUDIESONTHETEMPERATUREANDHORIZONTALPRESSUREOFTRITICALEGRAININAMODELSILOTHESTUDIESINCLUDEDGRAINWITHANINITIALMOISTURECONTENTOF13,16AND18WBTHEGRAINSTORAGEDURATIONWAS25DAYSTHESTUDYSHOWEDTHATGRAINTEMPERATUREISAFFECTEDBYITSINITIALMOISTURECONTENTTHEHIGHESTTEMPERATUREVALUESWEREOBSERVEDINGRAINWITHANINITIALMOISTURECONTENTOF18WBALSO,AHIGHERINITIALMOISTURECONTENTRESULTSINGREATERINCREASESINPRESSUREKEYWORDSTRITICALE,MOISTURECONTENT,SILO,HEATINGINTRODUCTIONTEMPERATUREANDMOISTURECONTENTARETHEMOSTIMPORTANTFACTORSAFFECTINGGRAINQUALITYINTHECOURSEOFITSSTORAGESEASONALANDDIURNALVARIATIONINTEMPERATUREHAVEANEGATIVEEFFECTONSTOREDGRAIN,CAUSEWATERMIGRATIONANDCHANGESINITSDISTRIBUTIONWITHINTHEMATERIALSTOREDTHEACCURATEPREDICTIONOFMOISTURECONTENTANDTHETEMPERATUREOFGRAININSTORAGEISNECESSARYFORTHEEFFECTIVECONTROLOFTHEPROCESSOFVENTILATION,APPLIEDTOPROVIDEOPTIMUMSTORAGECONDITIONSFORGRAINANDTHEMINIMIZINGOFCONDITIONSFORINFESTATIONBYINSECTS2THEFREEMIGRATIONOFWATERDEPENDSONANUMBEROFFACTORSTHEKINDANDQUALITYOFGRAININSTORAGE,THESIZEANDSHAPEOFTHEGRAIN,ITSTEMPERATURE,INITIALMOISTURECONTENT,ANDATMOSPHERICCONDITIONSITALSODEPENDSONTHEDURATIONOFSTORAGE,ASWELLASONTHESORPTIVEANDDIFFUSIVEPROPERTIESOFTHEGRAINTHOSEFACTORSCAUSETHEPROCESSOFWATERMIGRATIONTOBEUNSTABLEWATERTENDSTOMIGRATEFROMWARMERTOCOOLERAREASWITHINGRAINMASSTHEMIGRATIONRATEISFASTERINGRAINWITHAHIGHERMOISTURECONTENTTHANINDRYGRAIN10EFFECTSOFWATERMIGRATIONINPLANTMATERIALSNUMEROUSAUTHORSHAVETRIEDTODESCRIBETHEPHENOMENONOFWATERMIGRATIONHOLMANANDCARTER10STUDIEDTHEPROCESSINOVERADOZENSOYBEANVARIETIESWITHDIFFERENTBEANSIZESTHEYSHOWEDTHATWATERMIGRATIONTAKESPLACEINALLSOYBEANVARIETIES,WHICHRESULTSFROMWATERACCUMULATIONINHIGHERLAYERSOFMATERIALINSTORAGESCHMIDT19CONDUCTEDEXPERIMENTSINVOLVINGMEASUREMENTSOFTHEWHEATGRAINMOISTURECONTENTDURINGSTORAGEHEFOUNDTHATWATERMIGRATIONGENERALLYBEGINSINTHESECONDHALFOFSEPTEMBERORATTHEBEGINNINGOFOCTOBERHELLEVANGANDHIRNING9PERFORMEDASTUDYON16VARIETIESOFBEANSOFVARIOUSSIZESDURINGTHEPERIODFROMAPRILTOAUGUSTTHEYOBSERVEDANAVERAGEMOISTURECONTENTDROPBY256INTHEUPPERLAYERANDA045INCREASEINTHELAYERLOCATED06TO18MBELOWKNOWLEDGEOFCHANGESOCCURRINGINTHECOURSEOFCEREALGRAINSTORAGEISVERYIMPORTANTFORPRACTICALPURPOSESTHEAPPLICATIONOFASUITABLEMODELFORTHECALCULATIONANDDETERMINATIONOFTHEQUANTITATIVEANDQUALITATIVEDISTRIBUTIONOFWATERANDTEMPERATUREWITHINTHEGRAINMASSINSTORAGE,THEGRAINBEINGACOMMERCIALCOMMODITY,CANHELPTHEPROPERSTORAGEOFVARIOUSCEREALSUNDERAVARIETYOFCLIMATICCONDITIONSANUMERICALMODELFORTHECALCULATIONOFWATERMIGRATIONWITHINGRAINMASSINSTORAGEHASBEENDEVELOPEDBYKHANKARI11HEDERIVEDNONLINEAREQUATIONSDESCRIBINGTHETEMPERATURE,MOISTUREANDRATEOFFREECONVECTION,USINGCURRENTWEATHERDATATHENUMERICALMODELFORTHECALCULATIONOFWATERMIGRATIONWASUSEDFORTHECALCULATIONOFTEMPERATUREANDMOISTUREDISTRIBUTIONINGRAIN,FORCONDITIONSPREVALENTINMINNESOTATHEMODELWASBASEDONTHEASSUMPTIONTHATNATURALAIRCONVECTIONISTHEPREVALENTPHENOMENONWITHINGRAINMASSTHEMATHEMATICALMODELWASTHENTESTEDEXPERIMENTALLY13FORTHETESTS,KHANKARIUSEDACYLINDRICALSILO,10MHIGHAND10MINDIAMETER,INWHICHHESTOREDMAIZEGRAINWITHANAVERAGEMOISTURECONTENTOF14ATANAVERAGETEMPERATUREOF25CFORTHEPERIODOFONEYEAR,BEGINNINGFROMOCTOBER,WITHOUTVENTILATIONVALUESOFTHERMALCONDUCTIVITYCALCULATEDBYMEANSOFTHEMODELCONFORMEDTOTHERESULTSOFTHEEXPERIMENTKHANKARIETAL12ALSOGAVETHEVALUESOFTHEOTHERPARAMETERSOFDIFFUSIONFORMAIZEGRAINTHEYFOUNDTHATWATERMIGRATIONINCREASESWITHINCREASINGTEMPERATUREDURINGTHEINITIALPERIODOFSTORAGE,IE,DURINGTHEAUTUMNRAINYPERIODANDEARLYWINTER,WATERMIGRATIONISLIMITEDTOAREASCLOSETOTHESILOWALLSTHEEFFECTOFNATURALCONVECTIONONWATERFLOWAPPEARSATTHEENDOFDECEMBERANDATTHEBEGINNINGOFJANUARY,WHENTEMPERATURESREACHTHEMAXIMUMLEVELSTHEREFORE,WATERMIGRATIONRATEISTHEFASTESTINWINTERTHESTUDIESSHOWEDTHATTHEINCREASEDTHERMALCONDUCTIVITYOFGRAINHASALIMITINGEFFECTONNATURALAIRCONVECTION,ANDTHATWATERMIGRATIONTAKESPLACEINSILOSOFALLSIZES,THOUGHITBEGINSEARLIERINSMALLERSILOSCOOLINGTHEGRAINDOWNTO0CINTHEAUTUMNPERMITSITSMOISTURECONTENTTOBEKEPTSTABLETHROUGHOUTTHEYEARLOETAL17USEDCHENSANDCLAYTONSEQUATIONFORTHESIMULATIONOFRADIALCHANGESINTHEMOISTURECONTENTOFWHEATGRAINSTOREDINACONCRETESILOTHEEQUATIONWASBASEDONTHEASSUMPTIONTHATMOISTURECONTENTCHANGESAREONLYRELATEDTOTEMPERATURETHOMPSON20ANDFANETAL3WEREINVOLVEDWITHMODELINGTHEPROCESSOFVENTILATIONTHOMPSON20DEVELOPEDAMODELREPRESENTINGTEMPERATURECHANGESOFGRAININSTORAGE,ITSMOISTURECONTENT,ANDDRYMASSDISTRIBUTIONHEARRIVEDATTHECONCLUSIONTHATATRUEBALANCEBETWEENTHEAIRANDTHEGRAINISPOSSIBLETOMAINTAINWHENTHEGRAINISVENTILATEDWITHAMBIENTAIRATLOWFLOWRATESFANETAL3STUDIEDWATERDIFFUSIONINVARIOUSVARIETIESOFWHEATTHEYFOUNDTHATTHECOEFFICIENTOFWATERDIFFUSIONINWHEATGRAINCANBEEXPRESSEDINTHEFORMOFANOPPOSITETOTHEEXPONENTIALFUNCTIONOFABSOLUTETEMPERATURE,ANDTHECOEFFICIENTDOESNOTCHANGEITSVALUEFORHARDWHEATWITHINTHETEMPERATURERANGEOF2654CTHEYDETERMINEDTHECOEFFICIENTSOFDIFFUSIONFORSEVERALWHEATVARIETIESWITHINATEMPERATURERANGEFROM26TO98CTHEVALUESSPANNEDARANGEFROM2X1012TO245X1012MS1,DEPENDINGONTHETEMPERATUREANDTHEWHEATVARIETIESCHANGETAL2MAINTAINTHATTHEAVERAGEMOISTURECONTENTOFGRAINSTOREDDURINGTIMETTISWUW0H0HUMR1WHEREWUAVERAGEMOISTURECONTENTINTHEGRAINLAYER,FINALORSUBSEQUENTSIMULATIONFORTPERIOD,KGKG1DECIMAL,DBW0MOISTURECONTENT,INITIALORPRIORTOSIMULATIONFORTPERIOD,KGKG1DECIMAL,DBH0HUMIDITYRATIOOFAMBIENTAIR,KGKG1HUHUMIDITYRATIOOFAIRLEAVINGTHEGRAINLAYER,KGKG1MRMASSRATIOOFINLETAIRTOTHEDRYGRAINDURINGTCHANGETAL1STUDIEDWHEATGRAINWITHANINITIALMOISTURECONTENTOF118,STOREDINSILOS66MHIGHAND42MINDIAMETERONTHEBASISOFTHESTUDIES,THEYCONCLUDEDTHATTHESIMULATIONVALUESOFTHEGRAINMOISTURECONTENTCOINCIDEDWITHTHEGAINMOISTUREVALUESMEASUREDDURINGAPERIODOF15MONTHSANDTHATTHEMOISTURECONTENTINTHELAYERCLOSETOTHESURFACEDECREASEDBY2TO25DURINGTHESUMMERMONTHS,WHILEINTHECENTRALANDBOTTOMPARTSOFTHESILOS,THECHANGESINGRAINMOISTURECONTENTWEREONLYSLIGHTMODELINGOFTEMPERATUREANDTHEMOISTURECONTENTOFRICESTOREDINSILOSWASTHESUBJECTOFINTERESTFORFREER4,ANDHAUGHETAL8HAUGHETAL8CONCLUDETHATGRAINTEMPERATUREISTHEMOSTIMPORTANTPARAMETERINGRAINSTORAGEANDSHOULDBEMAINTAINEDAT1015CIRRESPECTIVEOFTHEBROADRANGEOFTHEGRAINMOISTURECONTENTLEVELSACCORDINGTOTHOSEAUTHORS,GRAINTEMPERATUREISTHEMOSTSIGNIFICANT,THOUGHGRAINMOISTURECONTENTISALSOVERYIMPORTANTACCORDINGTOFREERETAL4,THEAIRTEMPERATUREAROUNDTHESILOSHOULDBEKNOWNINORDERTOCALCULATETHETEMPERATUREDIFFERENCESBETWEENTHEGRAININTHESILOANDTHEAMBIENTTEMPERATURETHEYPRESENTEDEQUATIONSFORTHECALCULATIONOFTHEMEANDIURNALTEMPERATUREFORTHEYEAR,TAKINGINTOACCOUNTTHELATITUDE,ANDFORTHEDETERMINATIONOFTHEMOISTURECONTENTOFUNPOLISHEDRICE,ASWELLASOFDRYMASSLOSSESTHEEXPERIMENTALPARTOFTHEIRSTUDYWASPERFORMEDBYMANSOFATWODIMENSIONALMODELWHICHTHEYUSEDTOANALYZECHANGESINTEMPERATUREANDMOISTURECONTENT,THELEVELOFDRYMASSLOSSES,ANDTHELEVELOFWATERCONDENSATIONINTHEIRSTUDYTHEYUSEDINITIALGRAINTEMPERATURESOF10,20AND30C,MOISTURECONTENTLEVELSOF11,13AND15,ANDTHREECHARGINGTIMESINTHETESTPROGRAMTHEYASSESSEDTHEINITIALTEMPERATUREOFGRAIN,THEINITIALGRAINMOISTURECONTENT,ANDTHECHARGINGTIMETHETIMEOFFILLINGTHESILOWITHGRAINOBSERVATIONSWERECONDUCTEDFOR12MONTHSTHECHARGINGTIMEWASFOUNDTOHAVEHADLITTLEEFFECTONTHEPARAMETERSUNDERSTUDYRELATIVELYHIGHLOSSESOFDRYMASSWEREOBSERVEDATGRAINTEMPERATUREOF30CAT15INITIALMOISTURECONTENTHIGHINITIALTEMPERATURESANDMOISTURECONTENTLEVELSHADASIGNIFICANTEFFECTONWATERMIGRATIONTOWARDSTHETOPOFTHESILO,WHICHMEANSTHATTHETOPAREAISMORECONDUCIVETOTHEGRAINTURNINGBADANDTOINCREASEDMICROBIALACTIVITYINCREASEDGRAINTEMPERATURECAUSESANINCREASEINTHEPRESSUREEXERTEDBYGRAINONTHEWALLSANDBOTTOMOFSILOSTHEEFFECTOFTHEPROPERTIESOFTHEMATERIALSTOREDSAND,SHELLEDMAIZE,WHEAT,ANDSORGHUMONLATERALPRESSURESINDUCEDTHERMALLYWERESTUDIEDBYPURIETAL18THERESULTSOFTHEEXPERIMENTSINDICATETHATTHERMALLYINDUCEDSTRESSINSTORAGETANKSDEPENDSONTHEBULKDENSITYOFTHEMATERIALSTOREDTOCALCULATETHETHERMALOVERPRESSUREPTASAFUNCTIONOFTEMPERATUREDROPTTHEYUSEDLINEAREQUATIONSPTCPT2WHERECPTHERMALPRESSURECOEFFICIENTKPA1ZHANGETAL21,23,25IMPROVEDTHEMODELFORTHEPREDICTIONOFLOADSINSILOSCAUSEDBYTHERMALPHENOMENAINTHECOURSEOFGRAINSTORAGETHENEWMODELWASDEVELOPEDUSINGFINITEELEMENTANALYSISITWASBASEDONTHEELASTOPLASTICTHEORYDEVELOPEDBYLADE14ANDZHANGETAL22THETHEORETICALRESULTSWERETESTEDBYTHEAUTHORSEXPERIMENTALLY,BYMEASURINGTHETHERMALLYINDUCEDSTRESSINTHECASINGOFACYLINDERMADEOFALUMINUMSHEETING08MMTHICK09MINDIAMETERAND12MHIGHANDFILLEDWITHWHEATGRAININTHEIREXPERIMENTSTHEYAPPLIEDTHREEFULLTEMPERATURECHANGECYCLESWITHINTHERANGEOF3222STRESSVALUESWEREMEASUREDATTHREELEVELSTHEAUTHORSSTUDIEDTHEEFFECTOFTHECYCLEORDERANDTEMPERATURECHANGEONTHECOEFFICIENTOFLATERALPRESSURECPTHEMEAN,FORTHETHREELEVELS,INCREASEINPRESSURE,WITHDROPPINGTEMPERATURE,WAS022KPA1INTHEFIRSTCYCLE,036KPA1INTHESECOND,AND038KPA1INTHETHIRD,WHILEWITHINCREASINGTEMPERATURETHECORRESPONDINGVALUESWERE038,040AND041KPA1,RESPECTIVELYTHEAUTHORSCONCLUDEDTHATTHERELATIONSHIPBETWEENTHELATERALTHERMALPRESSUREANDTHETEMPERATURECHANGEWASLINEAR,ANDTHATTHEPRESSURESDURINGTEMPERATUREINCREASEWERE722,111AND78HIGHERTHANINTHECASEOFTHEDROPPINGTEMPERATUREINTHEFIRST,SECONDANDTHIRDCYCLES,RESPECTIVELYANOTHERMODELOFGRANULARMATERIALINSTORAGE,WHICHTOOKINTOACCOUNTLOADSINDUCEDBYSILOWALLS,ASWELLASTHESILOWALLGRAINANDSILOBOTTOMGRAININTERFACES,WASPRESENTEDBYZHANGETAL25THATMODELDIDNOTREFLECTCHANGESINTEMPERATURETHEREFORE,LIETAL16EXPANDEDANEWVERSIONOFTHEMODELBASEDONFINITEELEMENTANALYSISBYINCLUDINGVALUESCHARACTERISTICFORTHEMATERIALSTOREDWITHINTHERANGEOFAVERAGETEMPERATURESTHEMODELWASTESTEDONWHEATGRAINWITHANINITIALMOISTURECONTENTOF10ANDABULKDENSITYOF825KGM3THESILOWITHTHEWHEATGRAINWASSUBJECTEDTOCYCLICTEMPERATURECHANGESBETWEEN32AND22CWITHANAMPLITUDEOF10CPERHAFTERTHEAPPLICATIONOFANADDITIONALLOADINGOF40KPA,THEGRAINWASLETRESTFOR2HTHEYTESTEDADDITIONALGRAINLOADINGATVARIOUSDEPTHS,WHICHPERMITTEDTHEDETERMINATIONOFTHESILOWALLDEFORMATION23THETWOHOURPERIODOFRESTALLOWEDTHEGRAINTOATTAINASTABLESTATEOFSTRESSMEASURINGINSTRUMENTSDIDNOTRECORDANYCHANGESOFSTRAININTIMETESTSPERFORM