Simulation Model of Two Dimensional Heat Transfer in Grain Bin

저장곡물(貯藏穀物) Bin내(內)의 삼차원(三次元) 열전달모형(熱傳達模型)

The grain temperature is a crucial factor determining the deterioration rate of stored grain. Therefore, it is used to be predicted in order to evaluate the various stored methods rapidly and inexpensively. In this study, a mathematical model was developed to simulate the temperatures of grain stored in a cylinderical bin. It was formulated for the two dimensional heat transfer by the finite difference method. Then, it was verified statistically using the actual test deta and the predicted. The changes of grain temperature were analyed using the simulated data of one year for a safe stoarge and the following results were obtained: 1. Simulation model developed by the finite difference method was validated with the actual and the predicted grain temperatures and it's result showed that it could predict the grain temperature of storage bin reasonably well. 2. Grain temperature near the wall of storage bin were changed with $6-7^{\circ}C$ higher then average atmospheric temperature from June to September. Therefore, the parts of stored grain near the wall is supposed to be deteriorated fast. 3. When the dimension of bin diameter is about the same as the bed height, the changes of grain temperature of radial direction was higher than the verticals. 4. The predicted temperature showed that the grain temperature of which were from the end of April to mid October were higher than the safe storage limit at Yusung, Korea.

저장곡물(貯藏穀物)의 온도(溫度)를 예측(豫測)하기 위(爲)하여 유한차공법(有限差公法)을 적용(適用)하여 圓筒形) bin에서의 이차원(二次元) 열전달모형(熱傳達模型)을 개발(開發)하였으며 이를 검정(檢定)키 위(爲)하여 밀양(密陽) 23호(號)를 공시(供試)하여 저장실험(貯藏實驗)을 수행(遂行)하였다. 1년간(年間) 곡물(穀物)을 저장(貯藏)하는 경우 저장곡물(貯藏穀物)의 각(各) 부위(部位)에 대(對)한 온도변화(溫度變化)를 분석(分析)하였으며 온도(溫度)만을 기준(基準)d로 한 곡물(穀物)의 안전저장기간(安全貯藏期間)을 분석(分析)하였다. 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 저장곡물(貯藏穀物)의 온도(溫度)를 예측(豫測)할 수 있는 이차원(二次元) 열전달모형(熱傳達模型)을 유한차공법(有限差公法)을 적용(適用)하여 개발(開發)하였으며 모형(模型)에 의(依)한 예측치(豫測値)와 실험(實驗)을 통(通)한 실측치(實測値) 간(間의 차(差)를 t 검정(檢定)한 결과(結果) 5% 유의수준(有意水準)에서 두 값 간(間)에 차이(差異)가 없었으므로 저장곡물(貯藏穀物)의 온도(溫度)는 본(本) 연구(硏究)d서 개발(開發)된 모형(模型)으로 충분(充分)히 예측(豫測)될 수 있다고 판단(判斷)되었다. 2. 저장곡물(貯藏穀物)의 온도변화(溫度變化)는 벽체 안쪽부위(部位)에서가 가장 심하였으며 6월(月) 초순(初旬)부터 9월(月) 하순(下旬)까지에는 외기(外氣)의 평균온도(平均溫度)보다 약(約) $6{\sim}7^{\circ}C$가 높은 것으로 보아 저장곡물(貯藏穀物)의 손상(損傷)은 벽체 바로 안쪽부위(部位)에서부터 시작될 것으로 판단(判斷)되었다. 3. 저장(貯藏) bin의 직경(直徑)과 저장곡물(貯藏穀物)의 퇴적(堆積) 높이가 비슷한 경우 bin내(內)의 위치(位置)에 따른 곡물(穀物)의 온도변화(溫度變化)는 수직방향(垂直方向)의 변화(變化)보다는 반경방향(半徑方向)의 변화(變化)가 더 큰 것으로 나타났다. 4. 저장곡물(貯藏穀物의 안전저장온도(安全貯藏溫度)의 한계(限界)를 $15^{\circ}C$라고 할 때 대체(大體)로 4월(月) 하순(下旬)d서 10월(月) 중순(中旬)까지 곡물(穀物)의 안전저장(安全貯藏)의 한계(限界)를 벗어나고 있어 이에 대(對)한 대응책(對應策)이 강구되어야 할 것으로 판단(判斷)되었다.