小黑麦含水量对谷类自发热和对地窖墙壁压力的影响

小黑麦含水量对谷类自发热和对地窖墙壁压力的影响摘要作者提出了在一个地窖模型中，关于小黑麦谷粒的温度和水平压力的研究结果。研究实验中最初的含水量分别为13，16和18，且这些谷粒的存贮时间是25天。研究表明，谷粒的温度是受它最初含水量影响的。最高的温度值出现在最初的含水量为18的谷粒中。并且，最初的含水量越高，压力增加越快。关键字小黑麦，含水量，地窖，发热导言温度和含水量是影响谷粒在存储期间质量的最重要的因素。季节性和昼夜温度变化对被存放的谷物有一个消极作用，它会引起水分在存储的谷物中迁移和变化。因此，要有效地管理通风透气这个过程，准确预测存贮过程中谷粒含水量和温度是必要的，这样也可以为谷粒提供一个最宜的储存条件并且也可使得昆虫出没最少2。水的自由迁移取决于一些因素存贮谷粒的种类和质量、谷粒的大小和形状，温度、最初的含水量和空气条件。同时，它也取决于存贮的时间和在谷粒吸附性和扩散性。这些因素造成水分迁移的过程是不稳定的。在大量的谷粒中，水倾向于从温暖的区域转移到凉爽的区域，并且，水分迁移速度是在高含水量处比在低含水量处快10。水迁移在植物中的作用许多作者都在设法描述水迁移现象。HOLMAN和CARTER10研究了多余12种不同大小和种类的大豆品种中水迁移的整个过程。他们表示，水迁移在所有种类的大豆中都可以发生，这是水分在储存物质的更高层堆积造成的。SCHMIDT19做了一个实验，包括测量麦粒在整个存贮期间的含水量。他发现水迁移通常开始在9月下旬或在10月初。从4月到8月，HELLEVANG和HIRNING9进行了关于16种不同大小的豆子的研究。他们发现上层平均湿度为256，而在下面06到18M处，湿度含量增加045。谷粒存贮期间发生的变动知识对实用目的是非常重要的。谷物作为一件商业物品，在谷物存储期间，应用一种适当的模型定量和定性的计算并决定水分布和温度情况，可以帮助在各种各样的谷物在各种气侯情况下都能适当的存贮。KHANKARI11建立了一个数字模型，以演算谷物大量储存时的水迁移。他使用当前天气数据，获得了一个描述自由对流的温度、湿度和自然对流率的非线性方程。这个使用水迁移演算计算谷物中温度和湿气的数字模型，已在明尼苏达广泛使用13。这个模型根据假设自然空气对流是在大量谷物之内的流行现象，然后用实验进行了测试。测试步骤是这样的，KHANKARI使用了一条圆柱形地窖模型，高10M、直径10M，他将玉米存放于其中，并且平均含水量为14、平均温度为25，使玉米在这样的环境中存放一年，从10月开始，不透气。然后他依照实验的结果，通过模型计算出了导热性值。KHANKARI等12也给出了玉米存放过程中扩散的其他参量他们发现随着温度的增加，水迁移也越快。在贮存期初期，即，在秋天多雨季节和早冬季节，水迁移仅出现在接近地窖墙壁的区域。自然对流对水流的作用出现在12月底和在1月初，这时温度到达最高值。所以，水迁移率在冬天是最快的。研究表示谷物导热性的增加对自然空气对流有限制的作用，并且，水迁移在所有大小地窖都会发生，虽然它在更小的地窖里发生得早一些。秋天将谷物冷却至0，可使其含水量保持整年稳定。KHANKARI等。17运用CHEN和CLAYTON建立的方程，模拟了一个等式，是关于混凝土贮仓中存贮的麦粒的含水量的幅度变化在这个等式中他假设含水量变动只与温度有关。THOMPSON20和FAN等。3做了一个实验，关于通风透气这个的过程。根据实验，THOMPSON20建立了一个模型，表现存贮的谷物温度变化、含水量和干燥分布情况。他得到了一个结论当谷类与自由流通的空气以低流量率通风时，空气和谷物之间的真实的平衡是可能维持的。FAN等。3研究了各不同品种麦子的水扩散情况。他们发现谷物的水扩散系数表达成一个绝对温度的指数函数，并且对于硬质小麦来说，这个系数在2654的温度范围内是不会改变的。他们确定了几种麦子在温度范围为26到98内的扩散系数。根据温度和麦子品种不同，这些值的范围是从2X1012到2X1012到245X1012M2S1的范围。CHANG等。2认为存放的时间为TT的谷物平均含水量为WUW0H0HUMR1这里WU在谷物层，在时间T期的最后或者随后模仿的平均含水量值，KGKG1小数，DBW0含水量，在时间T期最初或在之前模仿的值，KGKG1小数，DBH0自由流通的空气湿气比率，KGKG1HU远离谷物层的空气湿气比率，KGKG1MR在T期间内进入到干燥谷物中空气的比率。CHANG等。1研究了存放在高66M和直径42M的地窖里最初的含水量为118的麦粒。根据研究，他们认为，在15个月的期间内，据测量，谷物含水量的模仿价值与获取湿气价值相符，并且，在夏天期间，层数接近表面的区域含水量减少了2到25，而在地窖的中央和底部，谷物含水量的变化只是轻微的。而在地窖存放的大米的塑造温度和含水量则是FREER4和HAUGH8等感兴趣的主题。HAUGH等。8认为，谷物温度是在谷物存贮的最重要的参量，并且应该保持在1015，而不考虑谷物含水量水平的宽广的范围。根据那些作者的结论，虽然谷物含水量也很重要，但谷物的温度才是最重要的。根据FREER等4，可以知道在地窖附近的气温，以计算在谷物在地窖和周围温度之间的温度区别。考虑到活动范围、糙米的含水量决定和质量亏损，他们提出了计算一年中昼夜温度的演算方程式。他们的研究的实验性部分执行为一个二维模型，人们用它分析在温度的变化和含水量、质量亏损水平和水凝结水平。在他们的研究中他们使用了最初的谷物温度10，20和30，含水量水平11，13和15和三倍的电。在测试程序他们估计了最初的谷物温度、最初的谷物含水量和充电的时间将谷物填装地窖的时间。观察进行了12个月。研究发现，充电的时间对参量有少许作用。在谷物温度为30最初的含水量为15的环境下，相对高的质量亏损被发现了。往地窖的上面，高的最初的温度和含水量水平有对水迁移的重大作用。因此意味着顶面区域有助于谷物的变坏和增加微生物的活动。增加的谷物温度导致在地窖墙壁和底部上的谷物施加的压力增加。储存的物质物产沙子、玉米、麦子和高梁在侧向压力包括热量上的作用则由PURI等研究18。18实验的结果表明，在储存箱的热量诱导应力取决于被存放的材料的容积密度计算热量超压力PT作为温度下降功能T他们使用了线性方程PTCPT2这里，CP热量压力系数KPA1。ZHANG等。21,23,25改进了谷物存贮在地窖的期间，热量现象造成的装载的预言的模型。使用有限元素分析，新的模型被开发了。基于弹塑性的理论，它被LADE14和ZHANG等开发了。22理论结果由作者实验性地测试，通过测量装满谷物的、08MM的由铝制成直径的09M和12M高圆筒框的热量（包括诱导应力）。在他们的实验中，他们运用了在3222之内的范围的三个充分的温度变化周期。压力价值被测量了在三个水平。作者研究了循环顺序和温度变化对侧面压力系数CP的作用其目的，对于三个水平，增加压力、降低温度，第一轮022KPA1，第二轮036KPA1，第三轮038KPA1，然而当升高温度时，对应的值分别为038,040和041KPA1。作者认为侧向热量压力和温度变化之间的关系是线性的，并且，在温度增量期间的第一个，第二个和第三个周期压力分别是722，111和78，分别高于在下降的温度情况下。考虑到装载由地窖墙壁造成的成本负担，并且地窖墙壁谷物和地窖底部谷物接口，张等提出存贮的颗粒状材料的另一个模型。25模型没有反射在温度上的变化。因此，LI等16通过包括在平均温度范围之内的被存放材料的价值典型，扩展了根据有限元分析的模型的一个新版本。在麦子最初含水量10和容积密度825KG/M3的条件下，模型被测试了。装了麦子的地窖服从了32和22之间的循环温度变化与振幅10每H。在40KPA的额外加载应用以后，谷物休息2的H。他们测试了另外的谷物填装在各种深度，允许地窖墙壁变形23。休息的两小时期间允许谷物获得压力测量仪器的一个稳定状态，不记录张力的任何变化。空的地窖测试表示，地窖15的高部和低部都没有发生变形。ZHANG等。24从地窖轴和谷物层数深度的距离，学习了在压力商数上K的价值的变化，静态和在浅和深地窖热量装载之下的作用。使用第二代模型，他们分析了在圆柱形谷粮仓的压力。他们运用了分析于二个谷粮仓一个3M直径和9M高，另一个9M直径和9M高。两个都由波纹状的金属片制成并且充满了10含水量和最初的容积密度801KG/M3的麦子。在两种情况下他们确定了大量谷物之内压力的主要方向在和侧面比垂直压力的斜率K。他们在从地窖轴的方向发现侧向和垂直的静压不是一致的，但是减少往墙壁会减少。而垂直的热量压力减少了，从地窖轴距离的增长侧向热量压力也增加了。当谷物温度下降到30时，侧向压力比垂直的增加了更多。当温度下降到30时，接近墙壁的侧向压力的增加比轴向的更大。在静态负载不考虑到地窖轴的距离在情况下，K值的变化是轻微的，但是当热量装载时其增加了2063。当考虑到谷层深度与静态负载时，K值的变化是轻微的，但是当热负载从地窖的顶部到底部时，K值减少一般为20。K的平均值高于静止时。地窖通常充满各种各样的含水量的谷物。GROCHOWICZ等。5和KUSISKA6,7研究了谷物层数含水量对温度和水的分布和在由在地窖墙壁上谷物的压力施加的作用。他们表示，在谷物含水量上的夹层区别导致强的增量在地窖墙壁上和压力施加的五谷温度在夹层界限。以上问题的提出表明对谷物温度和含水量研究的强烈需要，并且，那些因素对施加在地窖结构元素上压力的作用。在压力上的变化可以不仅由改变外在温度造成。因为这影响微生物和昆虫演变的过程，导致增加的温度和含水量，他们受谷物的最初的含水量的强烈影响。范围和方法研究提出介入压力的测量的式样调查结果，包括测量实施在地窖墙壁上的压力和谷物温度。用于的材料是最初的含水量水平的小黑麦五谷的13，16和18，被存放在一个恒定的外在温度15，存放25天。含水量13，16或者18WB由充分水容量的加法达到并由等式计算MWMGW2W1/100W23这里MW达到W2含水量的必需的水容量，KGMG大量被浇过水的谷物，KGW1最初的谷物含水量，WBW2必需的谷物含水量，WB。被浇灌过的谷物在72H内用紧紧关闭的桶存放。它每隔几小时被转动以调平含水量在开始测试之前，含水量是受控的。图1是一张提出试验合格的简图。主要关于是带有水套的地窖1。地窖的外在直径是600MM，并且它的高度是1200MM。水套用在一个必需的温度，是的水温的水供应了受控的通过超温箱6。地窖充满了具最初的含水量的小黑麦谷粒。所有实验最初的谷物温度是相同的，在15。然后，最初的压力对地窖墙壁被测量了在地窖底部175,275,375,475,575,675,775和875MM之上的八高水平。在实验期间，压力价值通过应变仪4和测力计类型APARAR923一天一次被测量了5。同时在地窖里面的谷物温度被测量了在40测量点通过热电偶2和温度测量仪类型AR5923。温度测量点位于的高度和应变仪一样，在从0，75，150，225和300MM地窖轴的距离。测量的准确性001N使用了在一个测定的1N和2N范围的应变仪。25MM直径的钢活塞与应变仪附有了测量的点，并且谷物通过稀薄橡胶膜被加压了。它由等式计算PF/S4这里P墙壁对谷物的压力，PAF谷物压力，NS活塞表面，M2。应变仪用托架连接墙壁。在清洗地窖之前，测量系统由一个静态方法统一校准。温度测量精度为01。所有测量重复三次。结果图2和3显示的是压力和温度测量的平均值在所有的情况下，地窖中投入的小黑麦的最初的温度是15。存贮期间，地窖轴处的小黑麦温度到达了最高值，这就是为什么图表描述温度变化在沿轴位的测量点。在最初的含水量为13WB的情况下，小黑麦谷物的温度随存储时间段的增加而升高。在位于高度在地窖底部之上的675和775MM的测量点处，在温度的最强的增量被发现了。在25天以后，在那个水平的小黑麦温度是22。在最初的含水量为16WB的题条件下，小黑麦温度的更高的增量为被记录了图2。在温度上的最强的变化发生在存贮时间为20天的时候。在高度675MM的区域温度到达了36，而最低的测量点温度为30。在20天和天25之间，温度的变化只是轻微的。主要地窖的低部，温度增加了2度。在与最初的含水量为18WB的情况下，小黑麦最高温度值被发现了图2。在25天以后，发现的最大价值在高度675MM处44。那时在地窖的底部的温度是36。在这个含水量的条件下，温度增量最强也是直到存贮20天。在所有实验中，在最高测量水平处的温度比在高度675和775MM时的温度低。这归结于水蒸发。最高的温度出现在高度为675MM和775MM处的事实表明水从地窖底部往上扩散，并且它的吸收主要在那些水平。在地窖墙壁的温度低于在位于地窖轴处的温度在存贮25天以后，根据谷物的含水量，平均温度为25。小黑麦含水量的平均值在第一个案例中增加了05，第二个增加了12，第三个大约怎加了21。增加的含水量导致了在地窖墙壁上压力的变化。在地窖墙壁的最低压力增量被发现于在含水量为13WB的小黑麦。当地窖被填装了后，在地窖低部的墙壁压力是918HPA，并且在最高的测量水平是206HPA。在25天存贮以后那些值分别增加到107和22HPA。在最初含水量为16WB的情况下，小黑麦的最初的墙壁压力是89HPA在底部和18HPA在上面。低压值，当与那些最初含水量为13WB的小黑麦的相比时，湿气归结于更低的容积密度。储藏期期间，压力价值逐渐增长到达他们的最大值，直到存贮中的最后阶段底部121HPA和顶部24HPA。最高的压力增量发现于地窖的底部向上775MM处。在高度885MM处，墙壁压力的增量只是轻微的。在含水量为18WB的情况下，发现了小黑麦的最高墙壁压力增量值。存贮第一天，底部和顶部压力分别是85HPA和16HPA。5天以后，压力少许增加了，除在高度775MM处的记录值之外，它达到73HPA。那时，在被存放物质的水储积增量变得明显。在5天和10天之间，发现了一个压力的迅速增量值，地窖的底部的值为152HPA。存储时间延长至10天至25天，发现在地窖低处和475MM处墙壁压力增加极少，并且在那个水平以上压力还有减退，这与发霉的谷物是一样的。结论1小黑麦最初的含水量影响了存贮温度和在地窖墙壁上的小黑麦施加的压力。2最高的温度发生在小黑麦最初的含水量为18WB、存贮25天以上的地窖上部，并且最低温度发生为小黑麦含水量为13WB情况下。3在小黑麦含水量水平分别为13和16WB的情况下，压力的增量是一致的。存贮期间，更高的最初的含水量导致更强的压力增量。4在小黑麦含水量为18WB的情况下，直到存贮10天以后，墙壁压力值才会随着475MM高度以上小黑麦变坏压力的减小而增加。参考文献1CHANGCS、CONVERSEHH和STEELEJL1993年。通风存贮的谷物的塑造温度。TRANSASAE，362，509519。2CHANGCS、CONVERSEHH和STEELEJL1994年。通风存贮的谷物的塑造温度。TRANSASAE，376，18911898。3FANLT、CHUNGDS和SHELLENBERGERJA1961年。水在麦子仁的扩散率。CEREALCHEM,386,5405494FREERMW、SIEBENMORGENTJ，COUVILLIONRJ和LOEWEROJ1990年。遮蔽存贮大米的塑造温度和含水量的改变。TRANSASAE，331，211220。5GROCHOWICZJ、KUSISKAE和BILASKIWK1998年。存放在地窖中谷类物质毗邻层数的许多交换。INTAGROPHYSICS，12，103108。6KUSISKAE1998年。谷粒层含水量对地窖墙壁上的压力分布的作用。INTAGROPHYSICS，12，199204。7KUSISKAE1999年。五谷层的含水量和他们的在地窖的配置对温度和压力分布的作用。INTAGROPHYSICS，13，469476。8HAUGHCG和ISAACSGW1967年。大量谷物中氧气的等温扩散。TRANSASAE，102，175178。9HELLEVANGKJ和HIRNINGHJ1988年。夏季存贮谷物中的湿气运动。ASAE第886052页，STJOSEPH，MICH，ASAE。10HOLMANLE和卡特DG1952年。存贮在农作容器的大豆。ILLINOISAGRIC大学EXPSTA。BULL，553，451495。11KHANKARIKK1992年。存贮的谷物中湿气迁移的预言。PHD论文，MINNESOTA,STPAUL和MINN的大学。12KHANKARIKK，MOREYRV和PATANKARSV1994年。温度差造成的存贮谷物中湿气扩散的数学模型。TRANSASAE，37515911604。13KHANKARIKK，PATANKARSV和MOREYRV1995年。存贮的谷物中自然对流湿气迁移的一个数学模型。TRANSASAE，38617771787。14LADEPV1977年。外表弯曲的非粘结性土壤的弹塑性的应力理论。INTJ固体和结构，13，10191035。15LIY1989年。利用颗粒状材料的弹性VISCOPLASTIC理论，建立热量模型引导存贮谷物的循环装载。PHD论文。，PENSYLVANIA州立大学，大学公园。16LIY，PURIVM和MANBECKHB1990年。在比例模型容器的装载受周围循环温度支配。TRANSASAE，332，651656。17LOKM，CHENCS，CLAYTONJT和ADRIANDD1975年。存贮的麦子的温度和湿气随天气变化而改变的模仿。JAGRIC。ENGRES。，201，4753。18PURIVM，ZHANGQ和MANBECKHB1986年。颗粒状物质对热量的影响导致容器装载。INTJ地窖中存贮的大块固体，23，17。19SCHMIDTJL1955年。HUTCHINSON、KANSAS和JAMESTOWN的麦子存贮研究。北达科他州，USDA，TECH。BULL,1113年，华盛顿特区20THOMPSONTL1972年。使用连续的通风存贮的高湿度玉米粒的临时储藏。TRANSASAE，152，333337。21ZHANGQ，PURIVM和MANBECKHB1986年。装满非粘结性颗粒的粮仓中热量导致压力的有限要素模型。TRANSASAE，292，248256EKUSISKA22ZHNAGQ，PURIVM和MANBECKHB1986年。DETER24ZHNAGQ，PURIVM和MANBECKHB1990年。麦子EN元素预言的ELESTOPLASTIC结构性参量和在热量导致谷物的装载。TRANSASAE，29617391746。容器。TRANSASAE，326，21312136。23ZHANGQ，PURIVM和MANBECKHB1989年。静止和25ZHANGQ，PURIVM，MANBECKHB和WANGMC，1987年，预言了在充分的大小的谷物容器里的热应力。预言静止和巨型计算机上FEM热量的有限要素模型。TRANSASAE，322，685690。导致容器墙壁压力。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