基于Fluent的多温区保温包装箱温度场仿真分析

发布时间：2022-01-01 01:51

　　目的探究多温区保温包装箱在不同条件下保温箱内部温度场及保温效果的影响。方法以冷藏区（0～8℃）、冷冻区（0℃以下）双温区EPP保温箱为研究对象,采用Ansys Fluent工具建立等比模型,通过实测实验保温时间来验证模型的可靠性。选取蓄冷剂摆放位置、箱体材料、外界环境温度等3个因素,分别进行仿真计算分析其对保温箱内部温度的影响。结果通过仿真模拟得出蓄冷剂侧面摆放时内部空气温度场最为均匀,保温效果最好,保温时间相较于最差的边缘摆放冷藏区提高了41.37%,冷冻区提高了51.59%;3种箱体材料中EPU材料的保温箱保温效果最好,保温时间相较于EPP材料,冷藏区提高了36.84%,冷冻区提高了41.24%;随着外界温度由23℃升高到40℃,箱体保温效果冷藏区降低了59.73%,冷冻区降低了55.04%。结论通过计算机仿真方法可对多温区保温箱温度场进行数值模拟,其结果可为多温区箱体实现多温共配提供一定的理论依据。 

【文章来源】：包装工程. 2020,41(03)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

箱体实体和几何模型

各温室测温点分布

仿真温度场分布见图3,EPP多温区保温箱起到了很好的隔热作用，箱体与外界空气直接接触形成热传导，并在箱体外部形成隔热层。热量传递至内部与内部空气进行对流换热，由于潜热型蓄冷剂的作用和箱体内部空气的自然对流，保温箱内部各处产生了不同温度差。在外界环境不变，蓄冷剂持续不断向箱体内释放冷量的情况下，使得箱体内大部分范围内的温度形成了稳定环境。在靠近蓄冷剂的附近，温度始终趋于蓄冷剂相变温度，从而保持了箱体内最低的温度；在远离蓄冷剂及靠近箱体内壁的温度场中，由于蓄冷剂释冷有限，且外界空气不断通过热传导将热量传递到内部，使得此处温度相较其他部位明显升高。取2个温区的各个测点的保温时间进行比对，见图4。冷冻室与冷藏室各测点的保温时间较为接近，14个测点误差均在10%以下，最小误差1.02%；而冷藏室测点3和8，与冷冻室测点3和8，这4个位于顶部的测点误差超过10%，这是由于实验过程中箱盖与箱体之间存有温度记录仪的数据线，此时的箱盖与箱体之间无法压实，存在缝隙，导致箱体上部的空气会有部分与外界进行了直接热交换，而在仿真建模过程中忽略了箱体的气密性。冷藏室与冷冻室保温时间误差平均值分别为9.5%和9.1%，均在10%以内，处于可接受误差范围。综上所述，该模型可以较为准确地反映多温区保温箱温度场的温度分布及保温时间。

【参考文献】：
期刊论文
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[10]我国生鲜农产品电子商务冷链物流现状与发展研究[J]. 陈镜羽,黄辉.  科技管理研究. 2015(06)

硕士论文
[1]冷藏车多温区分布优化及温度精准调控[D]. 赵鑫鑫.山东大学 2014
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本文编号：3561418