Resistance of bulk grain to airflow - a review. Part I: Equations for airflow resistance

Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW Agriculture No 65
(Agricultural and Forest Engineering) 2015: 31-41
(Ann. Warsaw Univ. Life Sci. — SGGW, Agricult. 65, 2015)

Resistance of bulk grain to airflow - a review. Part I: Equations for airflow resistance

KRZYSZTOF GÓRNICKI, AGNIESZKA KALETA
Department of Fundamental Engineering, Warsaw University of Life Sciences — SGGW

Abstract: For long-term safe storage of grains, they must be kept cool and dry. Drying or cooling is done by forcing air through the grains to remove high moisture and temperature gradients within the bulk. Fan selection for drying and aeration systems requires knowledge of how much airflow resistance will be developed in a particular bed of grain. Theoretical, semitheoretical, and empirical models were discussed relating pressure drop to airflow, among others Ergun model, modified Ergun equations, Shedd model, Hukill and Ives model, and statistical models.

Key words: airflow resistance, pressure drop, bulk grain, ventilation, aeration, drying

Streszczenie: Opory przepływu powietrza przez warstwą ziarna - przegląd. Część I: Równania oporów przepływu. Aby bezpiecznie przechowywać ziarno przez długi czas, musi być ono schłodzone i wysuszone. Suszenie i wietrzenie ziarna wykonuje się, przetłaczając powietrze przez warstwę ziarna, co powoduje zmniejszenie gradientów temperatury i zawartości wody w warstwie. Dobre dobranie wentylatora wymaga umiejętności wyznaczenia oporów przepływu powietrza przez badaną warstwę. W artykule dokonano przeglądu teoretycznych, półteoretycznych i empirycznych modeli do wyznaczania omawianych oporów. Omówiono m.in. model Erguna, zmodyfikowany model Erguna, model Shedda, model Hukilla i Ivesa oraz modele statystyczne. Model Erguna jest modelem teoretycznym. Pierwszy człon tego modelu zależy liniowo od prędkości, drugi zaś zależy od kwadratu prędkości. Oba człony zależą również od porowatości złoża, średnicy ziaren i parametrów przetłaczanego płynu. Stałe w modelach empirycznych są wielkościami jedynie empirycznymi bez znaczenia fizycznego. Modele te ze względu na swoją prostotę są bardzo często stosowane w praktyce.

Please use the following format to cite the selected article:
GÓRNICKI K., KALETA A. Resistance of bulk grain to airflow – a review. Part I: Equations for airflow resistance. Ann. Warsaw Univ. Life Sci. — SGGW, Agricult. 65, 2015: 31-41

Authors’ address:
Krzysztof Górnicki
Wydział Inżynierii Produkcji SGGW
Katedra Podstaw Inżynierii
02-787 Warszawa, ul. Nowoursynowska 166
Poland
e-mail: krzysztof_gornicki@sggw.pl