摘要：本文介绍了CGDSP、DRYPAK、HL-E、ISD四种谷物干燥模拟软件，扼要介绍了各软件的功能、原理和使用方法。给出了各软件的输入和输出参数。利用这些软件可以对谷物干燥烘干机的性能进行预测、参数选择、试验和设计。扩大了计算机在干燥技术领域中的应用，为干燥技术的发展提供了一种先进的方法和工具，具有显著的实用价值。
关键词：谷物干燥；模拟；软件；混流干燥烘干机
谷物干燥综合模拟程序(CGDSP)
谷物干燥综合模拟程序CGDSP( Comprehensive Grain Drying Simulation Program)是一种可用于多种粮食干燥性能预测和谷物干燥烘干机设计，参数选择和干燥过程分析的软件。该软件可对玉米，小麦，水稻，大豆，高粱五种粮食和固定床，顺流干燥烘干机，横流干燥烘干机，换向通风四种干燥烘干机型的干燥性能进行预测分析，还可以为以上四种干燥设备的方案制定，结构设计，参数选择，试验研究和使用管理提供依据。
1、CGDSP程序的基本原理
谷物干燥综合模拟程序是利用谷物干燥过程中抽象出来的数学模型，用数值计算方法对实际干燥的传热传质过程进行模拟运算，预测干燥过程的结果和干燥烘干机的性能。它将输入的一组模拟参数进行处理，确定系统的初始条件，然后将谷床离散为一个个薄层，把干燥时间离散为一个个小的时间间隔，在每一时间间隔内，对薄层逐一调用由一组传热传质方程式构成的薄层干燥子程序，计算薄层干燥时谷物与热风状态发生的变化。逐次增加时间间隔，来模拟连续的干燥过程。模拟计算的结果输出显示，反映出干燥过程中各个阶段谷床内谷粒的水分，温度的变化和干燥烘干机的性能指标等信息，富通新能源销售木屑颗粒机、木屑烘干机等生物质燃料成型、烘干机械设备。
2、模拟参数输入要求
CGDSP程序要求用户首先输入干燥谷物的种类KD及干燥烘干机的类型DD，各种谷物及干燥烘干机型的代码分别为：谷物种类代码然后根据干燥烘干机型输入以下模拟参数：
2.1固定床式干燥烘干机
(1)谷床厚度DP(m)，
(2)谷物的初始水分Mo(%，湿基)
(3)要求达到的终了水分Ms(%，湿基)
(4)初始粮温To(C)
(5)环境温度To(C)
(6)环境空气相对湿度RH(%)
(7)热风温度TD(C)
(8)热风风速V(m/s)
(9)模拟时间段间隔DT(h)
(10)谷床分层数目N
2.2顺流式干燥烘干机
(1)粮柱高度Yo(m)
(2)谷物的初始水分Mo(%，湿基)
(3)谷物流动速度(m/h)
(4)初始粮温To(C)
(5)环境温度To(C)
(6)空气相对湿度RH(%)
(7)热风温度TD(C)
(8)风速V(m/s)
(9)谷床分层数N
程序采用人机对话的方式，由屏幕依次提示要求输入的参数，操作者通过键盘输入数据。输完以后，检查是否正确，若有错误可重新输入。
时间增量DT与谷床分层数N根据干燥参数条件选择。一般低温小风量DT可取1～2小时，接近常温通风时DT可取12～24小时，高温快速干燥可取0.1N 0.5小时。一般情况下以0.2～1小时为宜。分层数以5～15层或薄层厚3～10cm为宜。
3程序的输出方式：
各种干燥烘干机型可以输出的模拟结果包括：
(1)干燥过程中谷物水分的变化与分布
(2)干燥过程中谷物温度的变化与分布
(3)每个DT内谷物的平均水分和温度
(4)对顺流式及横流式干燥烘干机输出它的排粮温度和水分
(5)干燥时间t
(6)最大水分差△M
(7)排气相对湿度RH
(8)降水速率(%h）
(9)单位热耗(KCal/Kg)
(10)干燥烘干机热效率(%)
软件共有五种输出方式可供选择，不同的输出方式可得到不同的输出内容。各种方式的输出内容如下：干燥过程分析软件(DRYPAK)Drypak 3.5是波兰Lodz大学研制开发的一种干燥过程计算和分析的软件，它不仅可以用于科学研究，也可以用于谷物干燥或农产品加工课程的教学。该软件功能齐全、使用方便、技术先进，是目前国际上较好的一个干燥软件。目前已经转让到全世界20余个国家。
利用Drypak3.5可以分析15种气体、18种液体和29种固体物料的热力学特性和干燥特性，16种燃料的燃烧效率，绘制三种类型的湿空气特性图，进行最多达9种气体的混合计算，分析干燥过程中三种形状（球形，圆柱形和平板形）物料内部水分的扩散和分布，对顺流、逆流、横流等干燥过程进行计算，绘制各种物料的干燥特性和解吸等温曲线（图1），进行湿空气特性的计算，对干燥过程进行热平衡计算。该软件可供空调、制冷、干燥、贮藏和气象等专业人员使用，也可供干燥设备厂的技术人员对干燥烘干机进行设计、计算和分析。现将其功能介绍如下：
一、绘制湿空气特性图
该软件可绘制温度从50℃至1000℃、压力高达250Pa以内任何范围的三种不同类型的湿空气特性图，该软件可根据需要设置湿气图参数，并绘制打印图形，可改变的参数有：
1大气压力：标准值为101 .25。但是可以利用Tab键将压力设成其它值
2海拔高度：软件可绘制高原地区的低压湿气图
3湿气图类型：
a.Mollier图（欧洲大陆常用的一种湿气图，即通常所谓的I-d图）：
b.Salin图（适用于高湿物料或纸张的干燥，是一种将坐标扭转的湿气图）；
c.Grosvenor图（英国，美国，加拿大等英语国家常用，即所谓的t-d图）。
每一种湿气图的图样还可以改变：1各等值线的疏密程度，即把湿气图内的线条设成low, high，Medium三种密度中的任何一种：2可以增减图中的参数等值线，如增加湿球温度线或饱和线；
二、绘制各种物料的特性曲线或提供有关干燥特性的数据：
固态、气态和液态物料的物理或热特性有所不同，因而，软件给出的特性参数也不一样。总括起来包括以下特性：
1比热、2饱和蒸汽压、3汽化潜热、4密度、5粘度、6导热率、7解吸等温线、8水分活度线、9收缩率、10有效扩散系数、11吸收热。
上述每一种特性均可用三种方法表示；即a．曲线图，b．表格．c．单点。
三、干燥过程分析
利用该软件可以进行顺流干燥、逆流干燥和横流干燥过程的分析和计算。对每一种过程可根据物料含水率和空气湿度和热平衡原理计算其性能和参数。计算的结果可在湿气图上表示。该软件不仅可以计算干燥过程，也可以计算冷却过程和湿化过程。 进行干燥的动力学计算时可以采用Fick扩散定律．并考虑三种不同形状的物料计算其内部的水分分布情况。此外，也可以用特性干燥曲线(CDC)方法计算干燥过程。
四、两种以上气体混合后的特性参数计算
该软件可以计算多达9种以上的气体混合后的参数，计算的方法是：先选好气体类别，输入各气体所占的百分数，输入气体组分数，输入第一种气体的参数（温度，湿度），再输入第二种气体的参数，输入气体的流量，回车则给出结果。
五、干燥速率的计算
Drypak 3.5软件可以利用四种方法中的任一种计算物料的干燥速度
1扩散法
2特性干燥曲线法(CDC法)
3薄层方程法
4平衡法
六、燃料的燃烧计算
Drypak 3.5可对16种燃料进行燃烧计算，输入燃料和空气类型以后，软件可以计算燃气温度，总空气量，过剩空气系数，燃气湿含量和燃气成分。根据计算的数据分析燃烧的效果。六湿空气特性的计算
软件具有内置式计算器，可从湿空气的四种特性；温度，湿含量，相对湿度和焓中的任意二个参数计算其它二个。此外，它还可以计算气体的其它热力学特性和传质特性。
混流式干燥烘干机模拟软件(HL-E)
一、软件的力能
HL-1软件是～种新型的谷物干燥模拟程序，它是在中国农业大学开发的谷物干燥综合模拟程序CGDSP的研究基础上设计而成的谷物干燥烘干机设计软件，它可以分析混流式谷物干燥烘干机的性能，也可以设计混流式谷物干燥烘干机，还可以模拟多级顺逆流干燥烘干机，程序可用于已知干燥条件下（给定生产率Uh和降水幅度%w．b．）干燥过程的模拟，也可以给定终水分后对谷物流量（即干燥烘干机的生产率），风温，风量进行选择，该程序的功能可归纳如下：
1．预测混流干燥烘干机性能
已知谷物干燥烘干机的结构参数，介质条件，谷物参数及干燥烘干机的生产率，该程序可以预测谷物的出机水分，干燥烘干机的单位热耗，小时水分蒸发量，吨粮耗油量，排气温度湿度和干燥效率．
2．搜索功能
如果已知干燥烘干机结构，谷物的初水分，介质条件，并且设定终水分，该程序可以通过反复迭代搜索求出干燥烘干机的生产率，它可以搜索以下四个参数中的任何一个：a．热风温度．b．热风风量．c．谷物流量．d．谷床厚度．
3．预测干燥对种子发芽率的影响
根据谷物种子发芽率损失速率的正态分布规律，建立了干燥过程中种子发芽率变化的数学模型．使该软件能够预测热风温度对种子发芽率的影响．
4，设计混流式谷物干燥烘干机
利用该软件可以根据要求设计干燥烘干机，确定有效谷床厚度，从而决定角状盒的尺寸，节距和排数
二、输入的参数
1谷物种类
2干燥段谷床数
3冷却段谷床数
4角状盒长度(m)
5角状盒横截面积(m2)
6角状盒横向间距(m)
7角状盒纵向间距(m)
8谷物初始水分(%，W．b．)
9谷物初始温度(℃)
1 0谷物干物质流量(KLJ=Jh)
11环境温度(℃)
1 2环境相对湿度(%)
13热风温度(℃)
1 4单位谷床热风风量(m/s)
1 5单位谷床冷风风量(m/s)
16单位谷床薄层数目
1 7干燥塔横截面积(TI12)
三、程序的输出参数
1干燥后谷物的水分
2干燥后谷物的温度
3排气的相对湿度
4排气的温度
5干燥过程中最高粮温
6单位能耗
7水分蒸发速率如果需要对谷物的终水分进行控制，即给定谷物的终水分，该程序可以根据需要反过来求出干燥烘干机的生产率或热风温度，热风流量。此外，在参数输入时，业可以对每一个谷床分别给定其热风温度，热风流量。因而，可进行变风温或变风量的模拟。仓内储存干燥模拟软件ISD (In Storage Drying)
ISD仓内储存干燥模拟软件是澳大利亚，新南威尔士大学食品工程系开发研制的计算机模拟程序。它的目的是研究各参数对仓内干燥烘干机性能的影响，确定最佳的结构参数，分析玉米和稻谷在低温仓内干燥条件下的干燥速度和特性。最后，确定最优的控制策略，同时，还试验研究了该技术在我国东北和四川等地区的适应性。
ISD软件由l产品，2天气，3策略，4设计和5干燥烘干机等五个部分组成。用户可以根据设计需要更改各部分中的任意参数，以便确定机器的干燥性能、效率和烘后粮食的品质。五个部分的内容如下：
一、干燥烘干机设计，
此模块中包含4个子项目，
1总则要求使用气象文件，输入该地区的气候条件，如环境的温度和湿度。本程序有我国东北地区和昆明地区干燥季节的气象数据，可供调用。
2仓型要求输入干燥仓的形式，例如是园仓、方仓、还是矩形仓？仓的直径、粮层的厚度。如果采用矩形仓还要输入仓的长度和宽度。
3控制策略主要是对风机的控制策略（风机的开和关1，其中有
a．湿度控制
b定时控制
c温度控制
d水分差控制
c热风炉加热升温的多少？
4�；跫阂笫淙胍韵碌囊恢郑�
a干燥时间达到一定值。
b平均终水分达到一定值。
c表层水分达到一定值。
d底层水分达到一定值。
e平均温度达到一定值。
以上条件只需输入一种。
二、策略�？�
1输入大气湿度的上下限
2输入环境温度的上下限
3输入气象条件，哈尔滨、昆明、成都或宜宾（每隔4～8小时测定一次）。
4输入粮食类型，如玉米、稻谷、小麦、油菜籽等。
三、产品模块
主要是粮食的类别和热力干燥特性：
如各种粮食的平衡水分、比热、体积密度、孔隙率、汽化潜热、传热系数等。
给出干燥过程湿空气特性图。
四、干燥烘干机模块
包含有两个内容：
1点击干燥烘干机运行则出现一个三维的图形，该图形可以反映粮食水分随时间的变化。
找出最佳的烘干季节和天数。
2点击屏幕上自上而下第三个菜单方框则出现干燥仓的能耗和粮食水分的汇总。
如效率、热耗、能耗、风机等。
五、收获时间
1收获开始时间（从一月一日起开始计算的天数）
2收获持续时间。（即总收获时间）
3收获滞后时间
六、粮食品质
最后一个�？榭梢韵允玖甘车暮婧笃分�，品质指标包括：
1霉变
2干物质损失
3生活力
4麦角固醇
