液氮冷藏车内雾化喷淋对冷藏性能的影响

发布时间：2017-08-23 06:24

  本文关键词：液氮冷藏车内雾化喷淋对冷藏性能的影响

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【摘要】：液氮雾化喷淋以其简单的结构、良好的经济性、环保无污染和气调功能,应用于液氮冷藏车内,具有广阔的市场前景。本文以液体雾化理论为理论基础,采用数值模拟与实验相结合的方法,对液氮雾化喷淋技术做出了趋势性探索。数值模拟是对液氮冷藏厢体内整体性能趋势的对比,实验从记录的具体温度数值入手,详细分析冷藏厢体温度场分布和降温速率。本文主要研究内容:(1)数值模拟方面:通过改变直径1.5mm的喷淋小孔的入口压力、小孔间距和风压,对比分析冷藏厢体内的温度场、浓度场、速度场的分布云图,分析3个参数与液氮冷藏厢体整体性能的关系。(2)实验方面:依据具体数据,分析液氮冷藏厢体内温度场分布。由于自增压液氮罐的出液口压力不可调,故喷淋小孔的入口压力值不可调。采用直径1.5mm小孔和1.5mm空心锥喷嘴做对照实验。选出较好的喷嘴类型后,改变风压和喷嘴间距,比较温度场分布以及降温速率。数值模拟研究发现:(1)风机风压越大,冷藏厢体内强制对流效果越明显。但风机风压过大时,会阻碍小孔处液氮的雾化喷淋效果。(2)在保证液氮正常雾化喷淋的压力范围内,小孔出口处压力越小,越有利于冷藏厢体内速度场、温度场和氮气浓度场的的均匀。(3)在较适合的风机风压和喷淋小孔出口压力条件下,单排喷淋小孔间距越小,越有利于冷藏厢体内速度场、温度场和氮气浓度场的的均匀。实验研究发现:(1)雾化器为1.5mm小孔:无论有无风机,雾化效果较差,只能实现一次雾化,冷藏厢体内温度场均匀性较差。(2)雾化器为空心锥喷嘴:在一定风压范围内,风速越大,冷藏厢体内温度场均匀性越好,降温速率越慢。(3)雾化器为空心锥喷嘴:喷嘴间距越小,冷藏厢体内温度场均匀性越好,降温速率越快。综上可知:(1)空心锥喷嘴比1.5mm小孔的液氮雾化喷淋效果更好,液氮冷藏厢体内温度场更均匀,但降温速率慢于1.5mm小孔。(2)在保证液氮正常雾化喷淋的压力范围内,雾化器入口压力越小,液氮冷藏厢体内速度场、温度场和氮气浓度场的均匀越好。(3)单排雾化器间距越小,液氮冷藏厢体内速度场、温度场和氮气浓度场均匀性越好,降温速率越快。(4)风压越大,风速越大,液氮冷藏厢体内速度场、温度场和氮气浓度场均匀性越好,降温速率越慢。但风机风压过大时,会阻碍雾化器出口处液氮的雾化喷淋效果。(5)液氮冷藏厢体雾化喷淋的最优工况为:喷嘴间距较小、喷淋入口压力较小、风机风速较大,在工作压力下雾化效果较好的雾化喷嘴。
【关键词】：液氮冷藏车 雾化喷淋 温度场均匀性 氮气浓度场
【学位授予单位】：天津商业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.66;TB658
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 前言10-23
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.1.1 冷藏车发展现状10
• 1.1.2 机械式冷藏车10-11
• 1.1.3 冷板式冷藏车11
• 1.1.4 液化气体冷藏车11
• 1.3 冷藏车研究进展11-12
• 1.3.1 国外研究现状11-12
• 1.3.2 国内研究现状12
• 1.4 液氮冷藏车12-17
• 1.4.1 液氮冷藏车的研究内容和研究方法12-13
• 1.4.2 液氮冷藏车的发展潜力13-14
• 1.4.3 液氮冷藏车的原理14-15
• 1.4.4 液氮冷藏车冷量计算15-17
• 1.5 液滴雾化理论17-22
• 1.5.1 雾化喷嘴17
• 1.5.2 雾化液滴尺寸17-18
• 1.5.3 液滴尺寸术语18-19
• 1.5.4 空心锥喷嘴雾化机理19-22
• 1.6 研究内容22
• 1.7 本章小结22-23
• 第二章 液氮冷藏车内整体性能的数值模拟及分析23-41
• 2.1 物理模型23-25
• 2.2 数学模型25-27
• 2.3 数值模拟结果分析27-40
• 2.3.1 无风机单排小孔间距 0.5m冷藏厢体温度场分布27-29
• 2.3.2 风速对冷藏厢体整体性能的影响29-32
• 2.3.3 不同风速单排小孔间距 0.5m冷藏厢体速度场对比32-34
• 2.3.4 不同风速单排小孔间距 0.5m冷藏厢体温度场对比34-36
• 2.3.5 不同风速单排小孔间距 0.5m冷藏厢体氮气浓度场对比36-37
• 2.3.6 单排小孔间距对冷藏厢体整体性能的影响37-40
• 2.4 模拟结论40
• 2.5 本章小结40-41
• 第三章 液氮冷藏车内温度分布的实验研究及分析41-62
• 3.1 实验仪器及设备41-45
• 3.2 实验方案45
• 3.3 实验结果及分析45-61
• 3.3.1 无风机间距 0.5m喷嘴与小孔对比45-46
• 3.3.2 有风机间距 0.5m喷嘴与小孔对比46-48
• 3.3.3 不同风速单排小孔间距 0.5m冷藏厢体温度场对比48-49
• 3.3.4 单排喷嘴间距 0.5m不同高度平面温度分布49-52
• 3.3.5 单排喷嘴间距 0.5m无风机不同横断面温度分布52
• 3.3.6 单排喷嘴间距对冷藏厢体温度分布影响52-54
• 3.3.7 不同风速单排小孔间距 1m冷藏厢体温度场对比54-55
• 3.3.8 单排喷嘴间距 1m不同高度平面温度分布55-57
• 3.3.9 单排喷嘴间距 0.5m，vf=10m/s冷藏厢体温度分布57-61
• 3.4 实验结论61
• 3.5 本章小结61-62
• 第四章 结论与展望62-64
• 4.1 结论62
• 4.2 展望62-64
• 参考文献64-68
• 发表论文及参加科研情况说明68-69
• 致谢69-70

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本文编号：723479