钢板仓作为一种建造快、自重轻、成本低的粮仓,随着储粮任务的不断加剧,应用范围越来越广泛。然而钢板仓的高传热效率成为影响其应用和发展的致命缺点,而我国的粮食主产区江苏、山东、湖南等地,位于暖温带和亚热带,夏季太阳总辐射照度日总量高达4900 W/m2,这对于钢板仓的安全储粮是个严峻的挑战。为了研究在太阳辐射作用下钢板仓中稻谷温度和品质的变化规律,以及反辐射涂层钢板仓和双层钢板仓的隔热效果,本文进行了恒定辐射试验、CFD模拟试验和梯度辐射试验,得出了如下结论:1、5 cm和15 cm粮层粮温变化趋势主要与粮层和钢板的温度差有关,温差越大,升温趋势越快,呈现为对数变化趋势;温差越小,升温趋势越缓慢,呈现为斜率较小的线性上升趋势。在停止辐射阶段,如果外界气温较低还可能出现粮温下降的现象,降温速率与外界气温呈现负相关,外温越低,降温速率越大。2、25 cm、、35 cm和55 cm粮层在恒定辐射试验和梯度辐射试验中粮温都呈现缓慢的持续上升趋势,而75 cm粮层的粮温升高出现明显的滞后现象。3、CFD模拟试验的模拟值与实测值无显著性差异,证实了 CFD模拟可用于太阳辐射试验中预测粮温的变化。模拟结果显示:经过72 h辐射试验,三个辐射条件下的YZ切片图在Y为8～44 cm,Z为1～33 cm的区域内出现了面积不等的局部高温区。经过132h试验结束后,靠近试验钢板面粮层的温度最高,粮堆中正对试验面的仓壁附近出现冷芯区域,冷芯区域大小与辐射量呈现负相关。4、稻谷的水分、脂肪酸值、发芽势、发芽率、出糙率和整精米率在恒定辐射试验中试验前后基本不发生变化;在梯度辐射试验中,隔热效果越差的钢板仓中稻谷水分下降越明显、脂肪酸值升高越明显。5、双层钢板仓和涂层钢板仓粮温增幅低于单层钢板仓,平均粮温增长速率小于单层钢板仓,说明双层钢板仓和涂层钢板仓隔热效果优于单层钢板仓,证明了钢板仓采取隔热措施的必要性。对于双层钢板仓,板间距离越大,隔热效果越好。从稻谷、涂料、钢板的成本考虑,对钢板仓采取隔热措施可以带来经济效益,减少储粮损失。在实际应用中,应根据钢板仓的具体情况采取经济效益最高的隔热措施。6、恒定辐射试验和梯度辐射试验下,以24 h为一个时间节点求取单位时间内粮温平均增长速率,发现粮温平均增长速率满足关于粮层厚度和时间的二元二次方程:V=a-bT-cS+dT2+cST-dST2,其中 a、b、c、d 为常数,V:升温速率/(℃/h);T:试验时间/h,S:粮层厚度/m。综上所述,钢板仓储粮受太阳辐射影响粮温变化较大,采取适当的隔热措施,可以减少辐射热效应所造成的的储粮损失,带来经济效应。