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제안 방법
- 3개의 방정식은 I층에 대한 에너지 및 물질평형과 곡물의 건조속도를 나타내는 박층건조 방정식을 도입하여 구성하였다.
- 건조저장시설 운영 프로그램은 Windows환경에서 사용이 용이한 Visual Basic으로 개발하였으며, 실시간으로 건조저장시설 자동관리장치와 통신을 하여 빈의 상황을 제공하며, 사용자의 입력과 건조저장시설 자동관리장치에서 송신해온 자료를 이용하여 저장 중 벼의 곡온 예측과 상온통풍건조시 함수율 변화를 예측하고 이를 이용하여 투입된 곡물량, 새로투입 할 벼의 함수율에 따라 누적혼합건조시 투입량을 결정할 수 있도록 개발 하였다.
- 건조저장시설 운영 프로그램의 기본 방향은 사용자의 편의성을 고려하여 사용자 인터페이스를 메뉴(Menus), 서식(Forms), 그래픽(Graphics) 및 아이콘(Icons) 등의 복합된 형태로 개발하였다. 운영체제는 Windows 환경으로 개발하였으며, 사용자 인터페이스는 Visual Basic (ver 6.
- 그러나 실험에 의한 방법은 많은 시간과 경비가 소요되므로 거의 이용되지 않고 있으며, 시뮬레이션에 의한 방법을 사용한다. 그러므로 기존에 개발되어진 상온통풍건조 시뮬레이션, 저장벼의 곡온 예측 및 누적혼합건조 시뮬레이션을 이용하여 본 프로그램에서 사용하였다.
- 상온통풍건조시 함수율 예측 초기입력창에서 빈의 크기 및 빈의 퇴적고등의 기본자료를 이용하며, 빈내의 벼의 함수율은 예측된 자료를 이용하여 사용한다. 또한 누적혼합건조 투입량 예측화면에서 투입할 벼의 함수율을 입력하도록하여 누적혼합건조시 안전량을 표시하도록 하였다. 그래프에서 풍량 비와 최소풍량비를 사용자에게 그래프로 제시하여 기존량과 투입가능량을 그래프에서 보여 주도록 하였다.
- 전국 13개 지역의 13년간 기상조건을 분석하여 가장 불리한 연도의 기상자료를 이용하여 지역별, 수확시기별 및 초기 함수율별로 최소풍량비를 분석한 자료를 이용하였다. 벼 수확시기의 기상조건에 따라 수확 시기 10월초를 기준으로 권역별로 북부, 중부 및 남부로 나누어 최소풍량비를 구분하였다. 표 1과 같이 최소풍량비를 초기함수율의 함수로 가정하고 다음 식 (1)을 선정하여 SAS를 이용하여 실험상수를 결정하였다.
- 최소풍량비는 장기적인 기상자료를 근거로 결정하여야 하므로 실험적인 방법으로 최소풍량비를 결정하기 어려우므로, 최소풍량비는 금(1996)이 개발한 시뮬레이션 방법을 사용하였다. 시뮬레이션 방법은 퇴적한 벼의 최상 10cm층의 벼가 16%(w.b.)까지 건조되는 동안의 최상층 건물중량손실율을 구하여 풍량비의 함수로 나타낸다. 건물중량손실율 예측방정식을 구하여 건물중량손실율이 0.
- 그러므로 퇴적고 D는 Q+X의 합으 로 산출된다. 양변의 미지값 X를 산출하게 되면 투입할량을 결정하게 되고 또한 이를 빈의 크기로 환산을 하며 퇴적고를 산출하였다.
- 출력값으로는 1일 간격으로 저장 벼의 위치별 곡온 예측값이 제공되도록 하였다. 예측지점 콤보박스를 두어 빈의 중앙부 및 반경별로 사용자의 설정에 따라 화면에 제공하도록 하였다.
- 그림에서와 같이 화면의 상단은 곡온예측을 위한 사용자 입력 영역이며, 하단영 역은 결과를 제공하는 출력 영역으로 구분하였다. 입력값은 지역, 빈의 단열 유무, 빈의 직경, 초기 함수율, 초기곡온 및 저장시작일 등을 입력하도록 하였다. 출력값으로는 1일 간격으로 저장 벼의 위치별 곡온 예측값이 제공되도록 하였다.
- 최소풍량비의 함수율(M, )은 투입된 곡물의 함수율과 투입할곡물의 함수율의 퇴적량에 의해 함수율을 산출하였다.
- 입력값은 지역, 빈의 단열 유무, 빈의 직경, 초기 함수율, 초기곡온 및 저장시작일 등을 입력하도록 하였다. 출력값으로는 1일 간격으로 저장 벼의 위치별 곡온 예측값이 제공되도록 하였다. 예측지점 콤보박스를 두어 빈의 중앙부 및 반경별로 사용자의 설정에 따라 화면에 제공하도록 하였다.
- 퇴적고와 풍량비의 관계식에서 풍량비에 지역, 함수율, 수확시기별 최소풍량비를 대입하여 구한 퇴적고를 안전퇴적고로 하였다. 안전풍량비는 송풍기의 성능곡선과 벼 퇴적층의 공기 저항식의 교점을 Newton-Raphson 방법으로 구하여 퇴적고에 따른 풍량비를 구하고, 퇴적고와 풍량비의 관계식을 빈의 용량 및 송풍기 동력별로 유도하였다.
- 후층을 n개의 박층으로 나누고 I번째 박층에서 일어나는 변화를 고려해 보자. I층 곡물의 함수율을 Mo, 곡온을 8。, I층에 유입되는 공기의 건구온도를 To, 절대습도를 H。라고 하면, 건조가 진행됨에 따라 I층 곡물의 함수율은 감소하여 M/7} 되며, 곡온은 상승하여 %가 된다.
대상 데이터
- 누적혼합건조 투입량 예측은 그림 l-(d)와 같이 구성하였다. 상온통풍건조시 함수율 예측 초기입력창에서 빈의 크기 및 빈의 퇴적고등의 기본자료를 이용하며, 빈내의 벼의 함수율은 예측된 자료를 이용하여 사용한다. 또한 누적혼합건조 투입량 예측화면에서 투입할 벼의 함수율을 입력하도록하여 누적혼합건조시 안전량을 표시하도록 하였다.
- 5%가 되는 예측방정식의 근을 Newton - Raphson방법으로 구한 최소풍량비 시뮬레이션모델를 이용하였다. 전국 13개 지역의 13년간 기상조건을 분석하여 가장 불리한 연도의 기상자료를 이용하여 지역별, 수확시기별 및 초기 함수율별로 최소풍량비를 분석한 자료를 이용하였다. 벼 수확시기의 기상조건에 따라 수확 시기 10월초를 기준으로 권역별로 북부, 중부 및 남부로 나누어 최소풍량비를 구분하였다.
이론/모형
- )까지 건조되는 동안의 최상층 건물중량손실율을 구하여 풍량비의 함수로 나타낸다. 건물중량손실율 예측방정식을 구하여 건물중량손실율이 0.5%가 되는 예측방정식의 근을 Newton - Raphson방법으로 구한 최소풍량비 시뮬레이션모델를 이용하였다. 전국 13개 지역의 13년간 기상조건을 분석하여 가장 불리한 연도의 기상자료를 이용하여 지역별, 수확시기별 및 초기 함수율별로 최소풍량비를 분석한 자료를 이용하였다.
- 퇴적고와 풍량비의 관계식에서 풍량비에 지역, 함수율, 수확시기별 최소풍량비를 대입하여 구한 퇴적고를 안전퇴적고로 하였다. 안전풍량비는 송풍기의 성능곡선과 벼 퇴적층의 공기 저항식의 교점을 Newton-Raphson 방법으로 구하여 퇴적고에 따른 풍량비를 구하고, 퇴적고와 풍량비의 관계식을 빈의 용량 및 송풍기 동력별로 유도하였다.
- 저장 벼의 곡온 예측 프로그램에서의 기본 공식은 금(2002)이 사용했던 방법을 기본모델 로 사용하여 Windows용 프토그램화하여 사용하였다. 기본 수학모델은 다음의 식과 같이 비정상 열전도방정식으로 나타낼 수 있다.
- 최소풍량비는 안전한계 풍량비라고도 한다. 최소풍량비는 장기적인 기상자료를 근거로 결정하여야 하므로 실험적인 방법으로 최소풍량비를 결정하기 어려우므로, 최소풍량비는 금(1996)이 개발한 시뮬레이션 방법을 사용하였다. 시뮬레이션 방법은 퇴적한 벼의 최상 10cm층의 벼가 16%(w.
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