摘要：本文介紹了CGDSP、DRYPAK、HL-E、ISD四種谷物干燥模擬軟件，扼要介紹了各軟件的功能、原理和使用方法。給出了各軟件的輸入和輸出參數。利用這些軟件可以對谷物干燥烘干機的性能進行預測、參數選擇、試驗和設計。擴大了計算機在干燥技術領域中的應用，為干燥技術的發展提供了一種先進的方法和工具，具有顯著的實用價值。
    關鍵詞：谷物干燥；模擬；軟件；混流干燥烘干機
谷物干燥綜合模擬程序(CGDSP)
    谷物干燥綜合模擬程序CGDSP( Comprehensive Grain Drying Simulation Program)是一種可用于多種糧食干燥性能預測和谷物干燥烘干機設計，參數選擇和干燥過程分析的軟件。該軟件可對玉米，小麥，水稻，大豆，高粱五種糧食和固定床，順流干燥烘干機，橫流干燥烘干機，換向通風四種干燥烘干機型的干燥性能進行預測分析，還可以為以上四種干燥設備的方案制定，結構設計，參數選擇，試驗研究和使用管理提供依據。
1、CGDSP程序的基本原理
    谷物干燥綜合模擬程序是利用谷物干燥過程中抽象出來的數學模型，用數值計算方法對實際干燥的傳熱傳質過程進行模擬運算，預測干燥過程的結果和干燥烘干機的性能。它將輸入的一組模擬參數進行處理，確定系統的初始條件，然后將谷床離散為一個個薄層，把干燥時間離散為一個個小的時間間隔，在每一時間間隔內，對薄層逐一調用由一組傳熱傳質方程式構成的薄層干燥子程序，計算薄層干燥時谷物與熱風狀態發生的變化。逐次增加時間間隔，來模擬連續的干燥過程。模擬計算的結果輸出顯示，反映出干燥過程中各個階段谷床內谷粒的水分，溫度的變化和干燥烘干機的性能指標等信息，富通新能源銷售木屑顆粒機、木屑烘干機等生物質燃料成型、烘干機械設備。
2、模擬參數輸入要求
    CGDSP程序要求用戶首先輸入干燥谷物的種類KD及干燥烘干機的類型DD，各種谷物及干燥烘干機型的代碼分別為：谷物種類代碼然后根據干燥烘干機型輸入以下模擬參數：
2.1固定床式干燥烘干機
    (1)谷床厚度DP(m)，
    (2)谷物的初始水分Mo(%，濕基)
    (3)要求達到的終了水分Ms(%，濕基)
    (4)初始糧溫To(C)
    (5)環境溫度To(C)
    (6)環境空氣相對濕度RH(%)
    (7)熱風溫度TD(C)
(8)熱風風速V(m/s)
    (9)模擬時間段間隔DT(h)
    (10)谷床分層數目N
2.2順流式干燥烘干機
    (1)糧柱高度Yo(m)
    (2)谷物的初始水分Mo(%，濕基)
    (3)谷物流動速度(m/h)
    (4)初始糧溫To(C)
    (5)環境溫度To(C)
    (6)空氣相對濕度RH(%)
    (7)熱風溫度TD(C)
    (8)風速V(m/s)
    (9)谷床分層數N
    程序采用人機對話的方式，由屏幕依次提示要求輸入的參數，操作者通過鍵盤輸入數據。輸完以后，檢查是否正確，若有錯誤可重新輸入。
    時間增量DT與谷床分層數N根據干燥參數條件選擇。一般低溫小風量DT可取1～2小時，接近常溫通風時DT可取12～24小時，高溫快速干燥可取0.1N 0.5小時。一般情況下以0.2～1小時為宜。分層數以5～15層或薄層厚3～10cm為宜。
3程序的輸出方式：
    各種干燥烘干機型可以輸出的模擬結果包括：
(1)干燥過程中谷物水分的變化與分布
(2)干燥過程中谷物溫度的變化與分布
(3)每個DT內谷物的平均水分和溫度
(4)對順流式及橫流式干燥烘干機輸出它的排糧溫度和水分
(5)干燥時間t
(6)最大水分差△M
(7)排氣相對濕度RH
(8)降水速率(%h）
(9)單位熱耗(KCal/Kg)
(10)干燥烘干機熱效率(%)
    軟件共有五種輸出方式可供選擇，不同的輸出方式可得到不同的輸出內容。各種方式的輸出內容如下：干燥過程分析軟件(DRYPAK)Drypak 3.5是波蘭Lodz大學研制開發的一種干燥過程計算和分析的軟件，它不僅可以用于科學研究，也可以用于谷物干燥或農產品加工課程的教學。該軟件功能齊全、使用方便、技術先進，是目前國際上較好的一個干燥軟件。目前已經轉讓到全世界20余個國家。
    利用Drypak3.5可以分析15種氣體、18種液體和29種固體物料的熱力學特性和干燥特性，16種燃料的燃燒效率，繪制三種類型的濕空氣特性圖，進行最多達9種氣體的混合計算，分析干燥過程中三種形狀（球形，圓柱形和平板形）物料內部水分的擴散和分布，對順流、逆流、橫流等干燥過程進行計算，繪制各種物料的干燥特性和解吸等溫曲線（圖1），進行濕空氣特性的計算，對干燥過程進行熱平衡計算。該軟件可供空調、制冷、干燥、貯藏和氣象等專業人員使用，也可供干燥設備廠的技術人員對干燥烘干機進行設計、計算和分析。現將其功能介紹如下：
一、繪制濕空氣特性圖
    該軟件可繪制溫度從50℃至1000℃、壓力高達250Pa以內任何范圍的三種不同類型的濕空氣特性圖，該軟件可根據需要設置濕氣圖參數，并繪制打印圖形，可改變的參數有：
    1大氣壓力：標準值為101 .25。但是可以利用Tab鍵將壓力設成其它值
    2海拔高度：軟件可繪制高原地區的低壓濕氣圖
    3濕氣圖類型：
    a.Mollier圖（歐洲大陸常用的一種濕氣圖，即通常所謂的I-d圖）：
    b.Salin圖（適用于高濕物料或紙張的干燥，是一種將坐標扭轉的濕氣圖）；
    c.Grosvenor圖（英國，美國，加拿大等英語國家常用，即所謂的t-d圖）。
    每一種濕氣圖的圖樣還可以改變：1各等值線的疏密程度，即把濕氣圖內的線條設成low, high，Medium三種密度中的任何一種：2可以增減圖中的參數等值線，如增加濕球溫度線或飽和線；
二、繪制各種物料的特性曲線或提供有關干燥特性的數據：
    固態、氣態和液態物料的物理或熱特性有所不同，因而，軟件給出的特性參數也不一樣。總括起來包括以下特性：
    1比熱、2飽和蒸汽壓、3汽化潛熱、4密度、5粘度、6導熱率、7解吸等溫線、8水分活度線、9收縮率、10有效擴散系數、11吸收熱。
    上述每一種特性均可用三種方法表示；即a．曲線圖，b．表格．c．單點。
三、干燥過程分析
    利用該軟件可以進行順流干燥、逆流干燥和橫流干燥過程的分析和計算。對每一種過程可根據物料含水率和空氣濕度和熱平衡原理計算其性能和參數。計算的結果可在濕氣圖上表示。該軟件不僅可以計算干燥過程，也可以計算冷卻過程和濕化過程。  進行干燥的動力學計算時可以采用Fick擴散定律．并考慮三種不同形狀的物料計算其內部的水分分布情況。此外，也可以用特性干燥曲線(CDC)方法計算干燥過程。
四、兩種以上氣體混合后的特性參數計算
    該軟件可以計算多達9種以上的氣體混合后的參數，計算的方法是：先選好氣體類別，輸入各氣體所占的百分數，輸入氣體組分數，輸入第一種氣體的參數（溫度，濕度），再輸入第二種氣體的參數，輸入氣體的流量，回車則給出結果。
五、干燥速率的計算
    Drypak 3.5軟件可以利用四種方法中的任一種計算物料的干燥速度
    1擴散法
    2特性干燥曲線法(CDC法)
    3薄層方程法
    4平衡法
六、燃料的燃燒計算
    Drypak 3.5可對16種燃料進行燃燒計算，輸入燃料和空氣類型以后，軟件可以計算燃氣溫度，總空氣量，過剩空氣系數，燃氣濕含量和燃氣成分。根據計算的數據分析燃燒的效果。六濕空氣特性的計算
    軟件具有內置式計算器，可從濕空氣的四種特性；溫度，濕含量，相對濕度和焓中的任意二個參數計算其它二個。此外，它還可以計算氣體的其它熱力學特性和傳質特性。
混流式干燥烘干機模擬軟件(HL-E)
一、軟件的力能
    HL-1軟件是～種新型的谷物干燥模擬程序，它是在中國農業大學開發的谷物干燥綜合模擬程序CGDSP的研究基礎上設計而成的谷物干燥烘干機設計軟件，它可以分析混流式谷物干燥烘干機的性能，也可以設計混流式谷物干燥烘干機，還可以模擬多級順逆流干燥烘干機，程序可用于已知干燥條件下（給定生產率Uh和降水幅度%w．b．）干燥過程的模擬，也可以給定終水分后對谷物流量（即干燥烘干機的生產率），風溫，風量進行選擇，該程序的功能可歸納如下：
    1．預測混流干燥烘干機性能
    已知谷物干燥烘干機的結構參數，介質條件，谷物參數及干燥烘干機的生產率，該程序可以預測谷物的出機水分，干燥烘干機的單位熱耗，小時水分蒸發量，噸糧耗油量，排氣溫度濕度和干燥效率．
    2．搜索功能
    如果已知干燥烘干機結構，谷物的初水分，介質條件，并且設定終水分，該程序可以通過反復迭代搜索求出干燥烘干機的生產率，它可以搜索以下四個參數中的任何一個：a．熱風溫度．b．熱風風量．c．谷物流量．d．谷床厚度．
    3．預測干燥對種子發芽率的影響
    根據谷物種子發芽率損失速率的正態分布規律，建立了干燥過程中種子發芽率變化的數學模型．使該軟件能夠預測熱風溫度對種子發芽率的影響．
    4，設計混流式谷物干燥烘干機
    利用該軟件可以根據要求設計干燥烘干機，確定有效谷床厚度，從而決定角狀盒的尺寸，節距和排數
二、輸入的參數
1谷物種類
2干燥段谷床數
3冷卻段谷床數
4角狀盒長度(m)
5角狀盒橫截面積(m2)
6角狀盒橫向間距(m)
7角狀盒縱向間距(m)
8谷物初始水分(%，W．b．)
9谷物初始溫度(℃)
1 0谷物干物質流量(KLJ=Jh)
11環境溫度(℃)
1 2環境相對濕度(%)
13熱風溫度(℃)
1 4單位谷床熱風風量(m/s)
1 5單位谷床冷風風量(m/s)
16單位谷床薄層數目
1 7干燥塔橫截面積(TI12)
三、程序的輸出參數
1干燥后谷物的水分
2干燥后谷物的溫度
3排氣的相對濕度
4排氣的溫度
5干燥過程中最高糧溫
6單位能耗
    7水分蒸發速率如果需要對谷物的終水分進行控制，即給定谷物的終水分，該程序可以根據需要反過來求出干燥烘干機的生產率或熱風溫度，熱風流量。此外，在參數輸入時，業可以對每一個谷床分別給定其熱風溫度，熱風流量。因而，可進行變風溫或變風量的模擬。倉內儲存干燥模擬軟件ISD (In Storage Drying)
   ISD倉內儲存干燥模擬軟件是澳大利亞，新南威爾士大學食品工程系開發研制的計算機模擬程序。它的目的是研究各參數對倉內干燥烘干機性能的影響，確定最佳的結構參數，分析玉米和稻谷在低溫倉內干燥條件下的干燥速度和特性。最后，確定最優的控制策略，同時，還試驗研究了該技術在我國東北和四川等地區的適應性。
    ISD軟件由l產品，2天氣，3策略，4設計和5干燥烘干機等五個部分組成。用戶可以根據設計需要更改各部分中的任意參數，以便確定機器的干燥性能、效率和烘后糧食的品質。五個部分的內容如下：
一、干燥烘干機設計，
此模塊中包含4個子項目，
    1總則要求使用氣象文件，輸入該地區的氣候條件，如環境的溫度和濕度。本程序有我國東北地區和昆明地區干燥季節的氣象數據，可供調用。
    2倉型要求輸入干燥倉的形式，例如是園倉、方倉、還是矩形倉？倉的直徑、糧層的厚度。如果采用矩形倉還要輸入倉的長度和寬度。
    3控制策略主要是對風機的控制策略（風機的開和關1，其中有
    a．濕度控制
    b定時控制
    c溫度控制
    d水分差控制
    c熱風爐加熱升溫的多少？
4停機條件：要求輸入以下的一種：
    a干燥時間達到一定值。
    b平均終水分達到一定值。
    c表層水分達到一定值。
    d底層水分達到一定值。
    e平均溫度達到一定值。
    以上條件只需輸入一種。
二、策略模塊
    1輸入大氣濕度的上下限
    2輸入環境溫度的上下限
    3輸入氣象條件，哈爾濱、昆明、成都或宜賓（每隔4～8小時測定一次）。
    4輸入糧食類型，如玉米、稻谷、小麥、油菜籽等。
三、產品模塊
    主要是糧食的類別和熱力干燥特性：
    如各種糧食的平衡水分、比熱、體積密度、孔隙率、汽化潛熱、傳熱系數等。
    給出干燥過程濕空氣特性圖。
四、干燥烘干機模塊
    包含有兩個內容：
    1點擊干燥烘干機運行則出現一個三維的圖形，該圖形可以反映糧食水分隨時間的變化。
    找出最佳的烘干季節和天數。
    2點擊屏幕上自上而下第三個菜單方框則出現干燥倉的能耗和糧食水分的匯總。
    如效率、熱耗、能耗、風機等。
五、收獲時間
1收獲開始時間（從一月一日起開始計算的天數）
    2收獲持續時間。（即總收獲時間）
    3收獲滯后時間
六、糧食品質
    最后一個模塊可以顯示糧食的烘后品質，品質指標包括：
    1霉變
    2干物質損失
    3生活力
    4麥角固醇