蓄冷式多温区LNG冷藏车的模拟研究

发布时间：2020-08-25 05:18

【摘要】：我国是农牧业生产大国,肉类、水产品和鸡蛋等这类需保鲜运输的产品销量均居世界首位;农产品的结构也在悄然发生改变,从农作物直销向扩充农副产品过渡;城市内的冷藏运输逐渐形成“小批量、多种类”的形式;生鲜电商如雨后春笋般蓬勃发展,这些因素都刺激着冷藏车的需求,也对冷藏车的品质提出了更高的要求。但是,长期以来,我国的冷链运输技术相对世界平均水平来说一直相对落后,制冷机组依赖进口,厢体结构单一,这使得对冷藏车新技术的研发迫在眉睫。本论文以江淮威铃6.2米双温区冷藏车为例,分别建立了冷藏车厢和冷冻车厢物理模型和数学模型,运用传热学理论,计算运输过程中的冷负荷,模拟其改装为LNG冷藏车后的制冷性能和冷量回收系统的热交换过程,通过空仓状态模拟结果的分析,得到合适的送风速度13m/s。文章主要探究了在满仓状态时的气流组织形态,发现冷冻车厢尾部的制冷效果优于前部,下部制冷效果优于上部,而且留有通风过道会改善制冷效果。车厢冷冻区的整体温度变化在3.5K以内,且空气分布均匀,设计较为合理;冷藏区货物表面温度在277K,温度合理,由于采用隔板传热的方式给冷藏区供冷,没有风机直接送风,避免了直接送风货物被“风干”的问题,冷藏车厢前部的制冷效果要明显优于后部。另外,为了提高LNG的冷能利用率,本论文提出一种设计——蓄冷式汽化器,汽化器是冷量回收系统的主要组成部分,在LNG的汽化管道外部包裹厚度35mm的蓄冷剂,6根横管蛇形连接,全长13.2m,与气流运动方向垂直排布,选择浓度为60%的乙二醇水溶液作为蓄冷剂,本方案的设计目标是维持停车两小时时货物的冷冻和冷藏。对于整个系统来说,蓄冷剂即充当了载冷剂,又避免了LNG与空气直接换热而产生的极大温差换热,避免了管道外壁结霜而减小系统的换热效率。本论文对这种设计进行了模拟,发现这种设计理论上是可以实现的,且冷量回收系统内的送风温度分布均匀,运行合理。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.66
【图文】：

冷藏车,冷链,保有量,物流发展

冷链运输凭借它更可塑造性强、方便机动的优势，迅速代替铁路坐稳了易腐货物逡逑运输的第一把交椅。逡逑如图１－１所示，在２０１０￣２０１３年间，我国公路冷藏车的保有量平均每年以逡逑２７．９％的速度跨越式的发展，２０１５年，我国经济增速放缓，商用汽车的市场遭遇逡逑“寒冬”，相对表现低迷，但是从图中可以看出，冷藏车在食品、医药等冷链运逡逑输需求的推动下，出现逆势增长［８］，预计２０２０年有望突破２０万辆。尽管如此，逡逑截止至２０１５年，从冷藏车的千人保有量来看，美国为２台，我国仅为０．０３８台，逡逑是美国的１／５０，这说明了我国现有的冷藏运输行业发展规模还不足以支撑低温物逡逑流的市场要求。逡逑１逡逑

形态图,蓄冷板,冷板冷藏车,冷藏车

—前置型通风式；２—－顶置型；３——侧置型逡逑图２－丨冷板式冷藏车结构逡逑如图２－１｜３１］所示为在冷板冷藏车车厢内的不同位置安装蓄冷板的形态，分别逡逑为前置型通风式、顶置式和侧置式。冷板冷藏车的运行原理是蓄冷介质融化吸热，逡逑吸收厢体中空气的热量，达到制冷的目的。行车前，根据货物数量及温度的需求逡逑确定蓄冷板的数量，把蒸发器盘管装在蓄冷板中，外接制冷机组，给蓄冷板充冷。逡逑因为可以自由选择组装蓄冷板，所以蓄冷板式冷藏车具有较强的灵活性，由于蓄逡逑冷介质融化时温度恒定，所以货舱里温度稳定，且没有制冷机组，制冷时无噪音，逡逑整个厢体结构简单，故障少，故初投资较低。但是蓄冷板有寿命，需要定期更换，逡逑仅适用于屮、短途公路运输，长期来看，经济性较差。逡逑８逡逑

冷藏车,液氮,制冷装置,充液

华北电力大学硕士学位论文逡逑通常情况下，蓄冷板安装在隔热厢体的顶板内表面，即货物的正上方，加强逡逑换热，蓄冷用制冷机组安装在车辆底盘外下部。目前市场上常用的蓄冷剂都是凝逡逑固的无机盐水溶液。蓄冷板式冷藏车和传统的风冷式冷藏车相比具有以下特点：逡逑（１）行车时厢体内的温度恒定，且波动范围小；逡逑（２）能达到较低的运输温度，满足冷冻货物的运输要求，最低温度甚至可逡逑达到－３２°Ｃ以下；逡逑（３）故障率低、维修费用低，经济性好。逡逑２．１．３邋液氮冷藏车逡逑液氮冷藏车的原理是利用液７级汽化吸热的特性，降低货物周围空气的温度。逡逑在一个大气压力下，液氮的沸点为－１％°Ｃ，汽化热为２００ｋＪ／ｋｇ。氮气的比热为逡逑１．０５１ｄ／（Ｋｇ？Ｋ），因此当每千克的液氮从－１％°Ｃ汽化并升温至－２０Ｔ：时，所释放的逡逑冷能为３８５邋Ｕ，冷能巨大，而且由ｊ＇？液氮是空气分离制氧的副产品，其来源环保，逡逑绿色节能，因而得到了较广泛的应用［３２１。逡逑用开

【参考文献】