减少粮食储藏过程中的损耗量是仓储工作中的主要难题,其影响因素多种多样,控制仓储粮堆温度是减小粮食损耗量的有效方法。近年来控制粮堆温度的方法主要是仓内机械通风降温,但该方法在实施中有以下不足:仓内机械通风参数不易实现针对性局部控制,粮堆内部机械通风对粮堆湿度影响较大,难以保证仓储粮堆品质。造成粮堆温升的外部传入热量中有80%来自于仓顶,做好仓顶隔热是在役粮仓抑制储藏粮堆温升的有效措施。针对高大平房仓炎热季节仓储过程中粮堆的温度状况,本课题设计了强制循环屋面隔热系统,采用架空层系统结合机械通风的隔热形式,减小自仓房顶部传入的热量,将粮堆温度控制在“常温储藏”范围内(≤25℃),延长储藏周期,使粮堆安全度过高温季。课题设计了体积1.2m~3的高大平房仓模拟实验台,实验变量为架空层净高度、层内通风量,并设计合理制冷量以及核算辐射量的温度控制设备对实验仓进行温控,进行了定时长定辐射量的升温实验。本文通过模拟实验、数值计算以及无量纲分析的方法对该系统的隔热效果进行分析。对具有不同高度的等截面架空层的模拟实验仓进行升温实验以及数值计算,分析结构参数和通风工况参数(架空层净高度、层内风量)对强制循环屋面隔热性能的影响;对变截面架空层的模拟实验仓进行升温实验及数值计算,分析渐缩口设计引起的流速增加对架空层隔热性能的优化程度。实验结果表明:以定时长定辐射量的升温过程进行实验研究,主导风向上利用湍流换热入口段效应可以提高换热效率,有效的减少仓内热量的积聚,将仓内粮堆温度控制在常温储藏范围内,并且扩大了粮堆“冷芯”范围。针对模拟平房仓,在设计风量工况下均有较为合适的架空层净高度与之匹配,使架空层内形成的流动可有效带走有架空板传入的热量,阻隔屋面向仓内的传热。基于所搭建模拟平房仓实验平台,建立三维等比例数学模型,将仓储粮堆定义为多孔介质,利用UDF文件对环境温度及仓顶温度进行定义,通过改变入口风速以及架空板坡度建立多组计算模型,对不同工况模型赋予相同边界条件;以非稳态算法为基础,结合fluent中k-ε模型对模拟平房仓内温度场、速度场进行数值求解,分析入口风速及架空层高度对其隔热性能影响;数值模拟与模拟实验结果的误差小于10%,验证了数值模拟参数的合理性。通过模拟,确定了设计变量对架空层隔热性能的影响,得到了关于架空层设计的参数限制与相关特征数据。根据模拟实验和计算结果,将影响架空层隔热性能的实验变量归为温度参数、高度参数、速度参数以及自然对流参数,根据数值计算对隔热系数进行无量纲准则式表达,该公式可为工程提供参考。