某冷藏箱内温度场和湿度场的数值模拟

发布时间：2017-06-25 08:07

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【摘要】：低温冷藏箱越来越受到人们的关注,广泛地应用于家庭生活、医疗卫生、生物、化学、仪器仪表等领域。稳定的储藏温度、适宜的储藏湿度、节能环保是人们对冷藏箱一直以来提出的要求。优化冷藏箱内的气流组织方式,提高冷藏箱内部温度场与流场的分布均匀性,既能满足储藏室温湿度的稳定性要求,又能实现节能的目的,是一种提供冷藏箱产品品质的有效途径和方法。本课题以940L立式间冷式冷藏箱为研究对象,建立了冷藏箱内部空气流动和传热的数学模型,利用计算流体力学仿真软件FLUENT分别模拟了冷藏箱开机15分钟强制对流换热和停机3分钟自然对流换热时冷藏箱内温度场和湿度场的分布情况;并将仿真结果与目前的立式间冷式冷藏箱样机的运行实验结果进行对比,证明了模拟结果的可靠性。根据冷藏箱样机的计算结果以及实验结果,可以看出在压缩机开机,内部风机启动的情况下,冷藏箱内出现某些位置点超出国标规定温度下限的情况;压缩机停机,内部风机停止运行时,冷藏箱内为自然对流换热,冷藏箱内温度沿高度方向从下往上依次升高,上部某些位置超过温度上限,不满足国标规定的该冷藏箱质量要求。为此,提出了不同冷藏箱内气流组织方式以优化温度场和湿度场的优化方案,研究了蒸发器的位置、风道结构、送风口形状以及在冷藏箱内部加装扰流风扇等方式对箱内温度场和湿度场的影响。采用FLUENT软件对不同优化方案进行数值模拟,计算结果证实了,优化方案在改善冷藏箱内部温度场和湿度场分布均匀性具有明显的效果。在压缩机开机期间,内部风机启动的情况下,冷藏箱内各点温度不会超出下限;压缩机停机期间,内部风机同步停止运行情况下,冷藏箱内温度亦不超过温度上限。
【关键词】：冷藏箱 温度场 湿度场 FLUENT
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB657
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-4
• 主要符号表4-8
• 引言8-15
• 0.1 研究背景及意义8-9
• 0.2 研究现状9-13
• 0.3 冷藏箱结构优化方法13-14
• 0.4 本课题的主要内容14
• 0.5 本章小结14-15
• 第一章 数值计算模型的建立15-39
• 1.1 数值传热学介绍15-21
• 1.1.1 数值传热学简介15-17
• 1.1.2 计算流体力学软件Fluent17-21
• 1.2 物理模型21-23
• 1.3 数学模型23-25
• 1.3.1 模型假设23
• 1.3.2 控制方程23-25
• 1.4 模型网格划分和定解条件25-31
• 1.4.1 软件Gambit介绍25-28
• 1.4.2 网格划分28-29
• 1.4.3 定解条件29-31
• 1.5 控制方程的离散和求解方法31-37
• 1.5.1 控制方程离散32-35
• 1.5.2 控制方程求解方法35-37
• 1.6 计算步骤37-38
• 1.7 本章小结38-39
• 第二章 冷藏箱温湿度模型的验证39-47
• 2.1 数值计算模型验证39-41
• 2.2 实验测试系统41-43
• 2.2.1 实验对象41-42
• 2.2.2 测试仪器及测试方法42-43
• 2.3 实验结果43-46
• 2.4 本章小结46-47
• 第三章 冷藏箱内温度场的数值模拟结果及分析47-57
• 3.1 冷藏箱结构优化方案47-50
• 3.2 温度模拟的结果分析50-56
• 3.3 本章小结56-57
• 第四章 冷藏箱内湿度场的数值模拟结果及分析57-62
• 4.1 湿度模拟的结果分析57-60
• 4.2 误差分析60-61
• 4.2.1 模型误差60-61
• 4.2.2 测量误差分析61
• 4.3 本章小结61-62
• 结论62-63
• 展望63-64
• 参考文献64-68
• 攻读学位期间的研究成果68-69
• 致谢69-70

【参考文献】

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1 叶斌;低温冰箱箱体设计与箱内温度场分析[D];合肥工业大学;2004年

  本文关键词：某冷藏箱内温度场和湿度场的数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：481361