-80℃斯特林低温冰箱研制

发布时间：2020-05-07 01:45

【摘要】：采用4台整体式斯特林制冷机作为冷源,使用真空绝热板和聚氨酯复合发泡的绝热技术制作箱体,研制了一台有效容积为750 L,工作温度低于-80℃的低温冰箱。建立了箱体内空气流动与换热的物理和数学模型,运用FLUENT软件进行模拟仿真,仿真结果与冰箱测温实验结果吻合良好。
【图文】：

第5期－80℃斯特林低温冰箱研制图1制冷机与箱体耦合示意图Fig．1AssemblingframeofStirlingcoolerandrefrigerator装铜制夹具，，并采用螺栓连接在夹具上安装翅片板。制冷机冷指和箱体的耦合部分采用了软质聚氨酯套管，保证了冷指和箱体连接处的密封性和绝热性。图2斯特林低温冰箱结构示意图Fig．2FrameofStirling-cooledlowtemperaturerefrigerator3箱内温度场数值模拟低温冰箱内温度分布的均匀性会直接影响低温冰箱的贮存性能，温差过大会对箱内保存的产品造成不利影响，同时低温冰箱的耗电量也和箱内温度场密切相关，因此在设计完成后，有必要使用数值模拟对箱内温度场的分布进行有效的分析，以验证设计方案的可行性［9］。本研究采用FLUENT对该斯特林制冷低温冰箱内部温度场的分布进行了模拟计算，并与实验结果进行了对比分析。3．1物理及数学模型根据冰箱设计尺寸，进行合理简化后，对高1180mm×宽1100mm×深600mm的冰箱内腔建立了三维模型并划分网格如图3所示。图3箱体网格划分图Fig．3Meshstructureofrefrigerator根据该箱体内具体的物理过程并结合数值计算的特点和条件，在建立数值模型时进行了以下假设［10］:(1)箱内空气为牛顿流体;(2)箱体内空气流动形式为稳定层流和非边界层型流动;(3)箱体内空气在固体内壁面上满足无滑移边界条件;(4)满足Boussinesq假设［11］;(5)忽略辐射换热。根据图3中几何模型坐标系建立描写箱内流动换热问题的微分方程如下。连续性方程:

本文编号：2652221