文章审查和更新查克·伯尔，内布拉斯加州推广教育家

许多粮食生产者拥有农场粮食烘干和储存设施。大多数都有一个以上的料仓配备了大容量的曝气风机(容量超过1 cfm/bu)，许多料仓有能力在空气通过谷物之前补充热量，以减少干燥时间。

所需的时间干谷物水分的数量的函数,必须从谷物中删除将其所需的水分,气流的速度通过谷物(立方英尺每分钟每蒲式耳,cfm / bu),和进入的空气的性质(温度和相对湿度)。风扇通过谷粒的气流是风扇性能曲线(cfm与静压)和气流阻力曲线(静压与谷粒深度)相互作用的结果。

表1。曝气风机参数为本研究规定的条件。

纹深度 (英尺)	蒲式耳 (本)	气流 (cfm) 1	气流 (cfm / bu)	静压 (英寸H2O)	马力 所需 风机运行
18	8245年	9194年	1．12	3.65	8．9
13．5	6183年	10551年	1.71	3.34	9.29
9	4122年	11997年	2．91	2.69	8.45
4．5	2061年	13265年	6.44	1.56	5.43
1由fan电脑程序生成的气流值可从明尼苏达大学作物收获后处理网站免费下载http://bbe.umn.edu/postharvest风机型号:Caldwell F24-10, 10.5 hp轴流风机。仓:直径27英尺，全网干燥地面

表2。满仓干燥与分层干燥的比较¹

	当垃圾箱在第一天被填满			当桶被填满并分层干燥时
场景	小时干	风机用电(千瓦时)	丙烷2为了增加热量 (加)	小时干	风机用电 (千瓦时)	增加热量的丙烷 (加)
自然空气	350	3675	0	221	2317	0
加热到80°F	156	1638	347	113	1191	313
加热到95°F	106	1113	430	79	840	400
加热到110°F	85	898	466	65	688	440
1该模拟假设了一个搅拌装置，当向进入的空气中添加热量以防止仓底谷物和加热的空气过度干燥时，考虑了每一种谷物深度情景下的cfm产量和干燥所需的时间。 2假设丙烷每加仑可供应90000 BTU。要将丙烷的加仑数换算成天然气的温度值，丙烷的加仑数乘以0.9。

通过数学分析，研究了分层填充干燥仓的优点，以替代通常的先填满一个仓再填满下一个仓的做法。在每个系统下评估了四个场景。场景包括:

1. 使用自然空气(假设60°F和50%的相对湿度)，
2. 将周围空气加热到80华氏度，
3. 加热到95华氏度
4. 加热到110华氏度。

在分析中，假设玉米在田间达到20%水分时开始收获。在第一天装满仓的模拟中，仓内的整个谷物质量被假定为20%的水分。对于容器分层填充的场景，假设每次添加容器容量的四分之一。当空气通过谷物带走前一层多余水分的时间足够长时，就会加入下一层。假设在等待前一层添加的玉米在仓内达到15.5%水分时，田间站立玉米的含水率每天下降0.25个百分点。

表1显示了当指定的仓(1)被填充到四个相同的层时，指定风扇模型的预期气流(cfm和cfm/bu)。18英尺粒深显示了第1天填仓时整个干燥时间的性能，以及层干时添加第四层粒后的性能。

该模拟计算每次将新谷物添加到仓(满仓或每一层)时去除多余水分的时间。风机运行所需的电力是根据所需马力计算的(表1)和去除多余水分的操作时间。丙烷消耗量是基于将环境空气焓变到指定温度所需的btu，并考虑到每种情况下通过谷物的特定空气体积。在所有情景下，目标平均含水率为15.5%。仿真结果总结在表2．

表3。分层干燥比第一天就填满垃圾桶有优势

场景	满仓干燥时间(小时)	干燥时间(小时)	分层干燥节省时间(hr)	分层干燥节省的时间	能源成本干满仓*	干燥层的能量消耗*	与第一天就填桶相比，分层烘干节省了能源成本	与第一天就填桶相比，分层烘干节省了能源成本
自然空气	350	221	129	36.9	294美元	185美元	109美元	37％
80°F	156	113	43	27.6	825美元	720美元	105美元	13％
95°F	106	79	27	25．5	948美元	867美元	81美元	9％
110°F	85	65	20.	23.5	1003美元	935美元	68美元	7％
*电能成本假定为0.08美元/千瓦时，丙烷成本假定为2.00美元/加仑 注意干燥的时间和成本差异时，增加的热量添加到空气中。还要注意，与第一天填充相比，分层填充垃圾桶可以节省时间和成本。

当分层干燥时，干燥时间和电能的优势来自于当推动空气通过较浅的颗粒深度时静压的减少。静压越低，风机产生的气流(cfm)越高。当垃圾桶被部分填满时，里面的蒲式耳就少了。因此，减少谷物深度可以通过更少的蒲式耳获得更大的cfm，这导致在干燥前三层时，每蒲式耳(cfm/bu)的气流速率更高，而不是在第一天装满整个仓库。在这个特殊的风扇模型和料仓场景中，在13.5英尺的谷粒深度时马力最高，然后在料仓满的时候稍微下降(表1）.填充层因此减少干燥时间，因为更大的平均气流和降低成本，因为更低的平均电力消耗每小时。

可以使用不同的场景进行比较表3和4．请注意，当比较最低成本方案和最高成本方案时，每蒲式耳每点水分去除的能源成本增加了5.4倍表4(0.504和2.714)。比较这两种情况下的干燥时间(表3)显示，与最昂贵的方法相比，最便宜的干燥方法导致的干燥时间增加了2.6倍(221小时vs 85小时)。值得注意的是，能量消耗增加的百分比是干燥时间减少百分比的两倍以上。

表4。干燥能源成本在每蒲式耳每点水分去除。

空气温度	填满 在第一天	填满 在层	能源成本节约 层干燥vs 第一天填满
自然空气,60°F	0.794	0.504	0.294
80°F	2.224	1.944	0.284
95°F	2.564	2.344	0.224
110°F	2.714	2.524	0.194