纤维织物风管送风式冷库内流场优化研究

发布时间：2020-07-19 09:34

【摘要】：从进入21世纪以来,中国的经济水平得到了快速发展,人均GDP也在不断增长,生活水平的提高也让人们更加追求生活的品质,现阶段的衣食住行已经远远不能满足需求。国家和人们对于食品品质和安全已经越来越受重视。从食品的生产、加工、运输,再到食品的贮存都成为了食品质量安全中非常重要的一环。近几年来,全国各地也在兴建各种用于保证食品质量和安全的设施设备,冷库是整个食品流通和贮存中最重要的一个环节,保障了食品的质量和安全,而冷库是否能够合理运行以及是否有着合理的的气流组织条件更是直接影响了食品的品质,对冷库内流场的研究和优化是十分必要的。通过查阅相关文献资料,了解了国内外对冷库节能优化和纤维织物风管的研究现状。本文对纤维织物风管进行了简单的介绍,文中采取了数值模拟和实验测试相结合的方法对冷库的气流组织进行了研究,分析了冷库气流组织的情况,并对气流组织形式进行了改进,通过对新的气流组织形式进行实验测试和数值模拟,结果表明,新的气流组织方案满足冷库内使用要求,相关工作也可以作为同类冷库的设计提供参考,对冷库节能优化研究具有研究价值和适用意义。本文主要工作有以下几方面:(1)应用Fluent软件对冷库内部的气流组织进行数值模拟,根据冷库内部区域典型截面温度场、速度场分布情况以及货物温度变化情况,发现了冷库在气流组织上存在的问题:主要是货物温度分布不均匀,温度难以满足货物贮存的要求,气流场出现死角、涡流的情况。使用实验仪器对冷库内部的温度场和速度场进行测定,结合数值模拟的结果,进一步验证当前冷库在气流组织上存在的问题和不足是存在的。(2)针对冷库内部气流组织上的问题和不足提出合理改进方案:增加纤维织物风管数量,调整风机布局,改善冷库内部气流组织;(3)应用Fluent软件对改进的冷库内部的气流组织进行数值模拟,发现了之前的问题和不足得到了优化和改善,并采用与之前同样的实验测试方法分析了改进之后的冷库内部的温度场和速度场,货物温度和气流场较之前更加均匀,验证了优化改进方案的合理性和正确性。(4)冷库改进前后能耗比较,经过对该冷库的能耗计算和实际能耗使用量比较,进一步验证了优化改进方案的合理性和正确性。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU831
【图文】：

技术路线图

3.能导出的文件格式包括了 BMP、AVI、FLASH、JPEG、WINDOWS 等常用格式。4.利用鼠标直接点击即可知道流场中任一点的数值，能随意增加和删除指定的等值线（面）。5.ADK 功能使用户可以利用 FORTRAN、C、C++等语言开发特殊功能。Tecplot 软件功能十分强大，对于处理 CFD 数值模拟结果的处理和导出十分有效。随着功能的扩展和完善，在工程和科学研究中 Tecplot 的应用日益广泛，用户遍及航空航天、国防、汽车、石油等工业以及流体力学、传热学、地球科学等科研机构。2.2 某冷库建筑特征本论文的研究对象是某公司的一个大型冷库，该冷库规格为 60m*35m*10m，面积为 2100 平方米，容积是 21000 立方米，主要用于冷冻食品的贮存。冷库位于建筑物内部，库外温度保持稳定，冷库内温度保持在-18℃左右。冷库制冷机组采用的是 CO2和R22复叠式制冷机组，冷库内送风方采用冷风机和纤维织物风管送风。冷库实际效果图如图 2-1。

平面图,送风形式,冷库,平面图

图 2-2 冷库送风形式平面图Fig.2-2 the plan of ventilation type2.3 冷库湍流模型的建立2.3.1 湍流模型本文利用 Fluent 软件，模拟计算冷库内的气流场。现阶段湍流数值模拟问题的解决方法很多，可归纳为以下 3 类[66]：(1)直接数值模拟(DNS)方法，需要分辨所有空间尺度上涡的结构和所有时间尺度上涡的变化，理论上其计算结果更为精确，但是网格的划分和时间步长的要求十分严格，这种方法无疑需要较大的计算机内存和较快的速度，即巨型计算机也难以胜任[67-68]。(2)大涡模拟(LES)方法，是用非稳态的 N-S 方程来直接模拟大涡，不直接计算小尺度的涡[69]。并假设动量、能量、质量及其他标量主要由大涡输运，由于小尺度涡受几何和边界条件影响较小，且各向同性，所以流动特性主要在大涡中体现。虽然采用大涡模拟方法时计算要求有所降低，但对计算机内存以及 CPU 速度要求仍比较高，所以在实际工程中较少应用。

【参考文献】