果蔬冷藏库竖壁贴附送风模式流场特性的研究

发布时间：2020-04-18 23:07

【摘要】：在我国经济发展新常态背景下,伴随着供给侧结构性改革政策的提出,冷链行业发展问题受到越来越多的关注。冷藏库作为冷链物流系统中的重要一环,在为易腐产品流通系统提供有效的低温保障方面发挥着至关重要的作用。果蔬贮藏期间,冷藏库内部的气流模式是影响果蔬贮藏环境的关键因素,直接决定了果蔬的贮藏品质以及经济价值。合理的气流组织设计,可以有效改善库内的冷风循环,提高空气分布的均匀性,在降低冷藏库运行能耗的同时保持果蔬的营养价值,延长安全贮存期。竖壁贴附送风模式是在传统通风模式的基础上发展起来的一种新型的通风方式,结合了混合通风和置换通风的优点,利用竖直壁面的“扶持”效应,形成类似于置换通风的空气湖,并能有效解决置换通风制冷能力低等弊病。本文以西安市某苹果冷藏库为研究对象,运用数值模拟的方法对竖壁贴附送风模式下的冷库流场特性进行了研究,重点探究了送风参数以及货物不同堆码方式对气流分布的影响,并与传统的冷风机直吹降温送风模式进行比较,本文主要的研究工作如下:基于实际冷藏库建筑结构和相关资料建立冷藏库竖壁贴附射流模型,并对数值模型进行了网格无关性分析和验证,研究空库状态下冷藏库流场的分布特性,为贮藏货物的摆放提供了参考依据。冷藏库贮藏货物的情况下,将装满苹果的货箱视为多孔介质,建立三维SST k-ω湍流模型,考虑环境区域与货物内部气流的动力学作用,研究送风速度、送风温度对于冷藏库气流模式的影响,评估不同的工况条件下空气区和货物区流场的分布情况以及均匀性。在竖壁贴附送风模式下,本文研究了货物的堆码方式对气流分布的影响,重点考虑堆货间距对冷藏库气流以及贮藏货物冷却效果的影响,从而对货物之间的气流分布进行优化,以改善堆垛内的传热特性。研究表明:随着堆垛间距的增大,货物区的最高温度、平均温度、温度的标准偏差逐渐减小。当货物间距从0m增加到0.3m时,货物区的平均温度从273.21K降低到273.03K,最高温度从274.52K降低到273.74K,温度的标准偏差降低了43.6%。考虑到冷藏库的容积利用率,货物堆放间距控制在0.2m~0.3m之间。在送风量与送风温度相同的条件下,冷藏库贮藏货物量一定,对比研究了竖壁贴附送风模式与冷风机直吹送风模式下库内流场的分布情况。研究表明:与传统的冷风机直吹送风模式相比,竖壁贴附送风模式冷量利用率更高,能量利用系数提高了19.4%,具有较大的节能潜力。货物区速度不均匀系数降低了47%,温度不均匀系数降低了31%,冷藏空间内的气流模式得到显著改善。
【图文】：

模型图,冷藏库,模型

西安建筑科技大学硕士学位论文由此可见，影响贮藏期的因素不仅仅是温湿度53]。的建立某苹果冷藏库为研究对象，库容量为 50t。该宽×高），保温材料为聚苯乙烯发泡塑料。库风机，尺寸为 1.6m×0.5m×0.5m（长×宽×高压箱尺寸为 4m×0.5m×0.5m（长×宽×高）为 0.1m。冷风机送风口与静压箱之间采用软连软连接建模，冷库物理模型如图 2.1 所示。

示意图,网格划分,示意图,冷藏库

西安建筑科技大学硕士学位论文析的载体，所以网格质量对 CFD 计算的精度和效率有很大影响，网格的类型、生成方式、加密程度等涉及到网格质量的问题都需要给予极大的重视[63]。对冷藏库竖壁贴附送风模式的数值计算模型，采用结构化网格的划分方式进行区域离散，以加快计算速度，提高计算精度。图 2.2 为三维竖壁贴附送风模式冷藏库数值计算区域的网格划分示意图，对送风口、回风口区域，，竖向壁面贴附区和横向地面空气湖区以及近壁区域进行网格加密，因为这些区域存在动量变化和热量传递引起的高变化率。
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU83

【参考文献】