瞎琢磨：带壳和不带壳，哪种玉米更容易晒干？

玉米中的传热传质问题

国庆假期，许多人回到家乡，度过了一种“接地气”的假期——掰玉米。可今年的情况有点特殊，山东、河南、安徽一带在国庆前夕连下了几天雨，地里玉米湿漉漉的，迟迟不能收。于是，晒玉米成了假期主旋律。

 

但问题来了：有些玉米带着壳在晒，有些剥了壳直接摊开。看着它们一起躺在院子里，你可能会好奇——同样是淋过雨的玉米，到底哪种更容易晒干？

 

传热传质的博弈

玉米晒干的过程，其实是一个经典的热质耦合传递问题。
简单来说，玉米内部的水分要经历三个阶段才能真正“离开”籽粒：

1. 内部扩散——水分从籽粒内部向表面扩散；

2. 表面蒸发——到达表面的水分蒸发成水汽；

3. 对流带走——空气流动将蒸发出的水汽带走。

   
   

每一步都受热量供给和空气流动影响。如果把干燥速率表示为

其中 hm 是传质系数，A 是有效蒸发面积，ρv,s 和 ρv,∞分别是玉米表面和空气中的水汽密度。

简单来说，蒸发快不快，取决于三件事：

• 表面积够不够大（A）

• 表面温度够不够高（影响 ρv,s）

• 空气流通够不够好（影响 hm和 ρv,∞）

去壳玉米的蒸发优势

3.1表面积优势

虽然去壳后单个玉米粒的表面积看起来小了，但别忘了：

玉米粒之间的间隙增加了有效蒸发面积

阳光可以照射到每一颗玉米粒的多个面

 

3.2传热优势

玉米壳相当于一层天然的“隔热被”，虽然它能保护籽粒不被雨水直接打湿，但在干燥时，它反而阻碍了空气流动和热量进入。
换句话说，玉米壳让热量和水分的交换“变慢”了。

如果把热传递类比为“能量的搬运”，那么带壳玉米的热通量 q 可以写成：

其中R壳是玉米壳的热阻。带壳时，R总变大，热流变小，水分蒸发自然也更慢。

3.3流体力学优势

这是最关键的一点！去壳后，边界层厚度大大减小。

什么是边界层？想象一下，当风吹过玉米表面时，紧贴表面的一层空气会被"拖住"，形成一层流速较慢的空气膜，这就是边界层。边界层越厚，水蒸气向外扩散越困难。

对于去壳玉米，每颗玉米粒都是独立的小颗粒，边界层很薄：

其中 δ是边界层厚度，ν 是运动粘度，x 是特征长度，u 是风速。玉米粒的特征长度小，边界层薄，传质系数 hm大，蒸发快！

带壳玉米的蒸发 情况

4.1玉米壳的毛细作用

上面说了去壳玉米的很多优势，这样看来，似乎一定是去壳玉米更容易晒干了？

不过，事情并没那么简单。玉米壳并非完全封闭，它是一种多孔植物组织，由纤维素和木质素构成，内部充满微小的空隙。

 

这些空隙能够吸收一部分籽粒表面的水分，并通过毛细作用向外输送——这有点像“毛细抽湿”。根据Jurin定律，毛细管中液体上升的高度为：

其中γ 是表面张力；θ是接触角；r 是毛细管半径；ρ 是液体密度。

理论上，玉米壳可以通过毛细作用将玉米粒内部的水分"吸"到壳的表面，增大蒸发面积。这就像给玉米装了个"芯吸系统"。

4.2传输阻力太大

然而，理想很丰满，现实很骨感。在多孔介质中，液体流动遵循Darcy定律：

其中q是流量密度；K是渗透率（玉米壳的渗透率很小！）；μ 是动力粘度；∇P是压力梯度

玉米壳虽然多孔，但孔隙率不高，渗透性差，水分传输速度慢。更糟糕的是，壳本身也需要干燥，这相当于增加了总体的水负荷。

4.3通风阻碍

最致命的问题是：玉米壳包裹着玉米粒，阻碍了空气流通。

从对流传热的角度看，对流换热系数h与雷诺数Re的关系为：

其中 Nu是努塞尔数，Pr是普朗特数。雷诺数越大（即风速越快、特征长度越大），对流换热越强。

但玉米壳的存在，使得空气无法直接接触玉米粒，相当于强制降低了局部风速，减小了对流传质效率。

人民群众的智慧

我们可以用一个简化的质量传递数值来对比：

农民伯伯的经验其实早已验证了这些物理规律：
晴天时，他们会把玉米壳掰开甚至全剥掉，加快干燥；
而在阴雨潮湿的天气里，反而保留玉米壳，防止籽粒吸湿发霉。

 

从传热学的角度看，剥壳让热量更容易传递；从流体力学的角度看，剥壳增强空气扰动和蒸发；从多孔介质理论看，玉米壳虽能吸水扩散，但总体“隔热隔风”。

所以答案是：去壳玉米更容易晒干，但带壳玉米更安全。

这个国庆，你回家掰玉米了吗？？

最后声明一下：本文仅为科普性质，不构成农业生产建议。具体操作请结合当地气候条件和传统经验。

来源：Fluent学习笔记