保温材料与蓄冷剂对医药保温箱内温度分布影响研究

发布时间：2021-07-20 18:04

医药保温箱是医药类冷链运输的重要载体,由于医药类货物的特殊性,运输过程中必须维持箱内温度在2℃-8℃,为保证医药保温箱内部合适的温度要求,同时兼顾成本以及材料特性等要素,选择合适的保温材料和蓄冷剂十分重要。计算机仿真模拟技术具有周期短速度快、模拟条件范围广、节约成本等优点。本文以医药保温箱2℃-8℃的保温要求为评价标准,应用FLUENT有限元分析软件进行了计算机仿真模拟,研究内容和主要结果如下。(1)对一款实际使用的医药保温箱,建立了该款保温箱计算机仿真模拟的物理模型、数学模型和边界条件,采用FLUENT软件进行了仿真模拟,并用实际实验进行了验证。仿真结果与实际实验的温度场非常接近,证实了该仿真模拟能够较准确地模拟保温箱内部的温度发布(2)选择不同相变材料的蓄冷剂,其相变温度为0℃、3℃、5℃和7℃,根据上述模型进行了仿真模拟,依据医药保温箱2℃-8℃的保温要求,4种情况下使用3℃的蓄冷剂可以获得最大的有效温度区域。同时对4组不同蓄冷剂放置位置也进行了数值模拟计算,结果显示,边缘摆保温效果最差,无法满足保温要求,顶摆的有效温度区域最大,温度分布也最为均匀,是4组中最好的。对其中一种蓄冷剂材料和摆放方式进行验证,证明了模型的准确性。(3)依据医疗保温箱的特殊要求,保温箱体材料使用发泡聚氨酯(EPU)、挤塑聚苯乙烯(XPS)和真空隔热板(VIP),使用上述模型进行仿真模拟。结果显示,VIP保温箱保温效果最好,区域内温度最接近蓄冷剂温度,但是从温度坐标曲线中可以看到,VIP保温箱与XPS和EPU保温箱内部同一个区域温度差距不大,VIP保温箱的优势并非十分明显。对XPS保温箱进行实验验证,证明模型是正确的。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB34;TH77

文章目录

摘要

abstract

第一章绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 蓄冷剂及其相变理论

1.3 常用包装保温材料

1.4 计算机仿真模拟

1.5 课题主要研究目标和内容

1.5.1 课题主要研究目标

1.5.2 课题主要研究内容

第二章医药保温箱温度分布仿真模拟

2.1 物理模型

2.2 数学模型

2.2.1 箱内气体和箱体的传热模型

2.2.2 保温箱内气体的流动

2.3 初始及边界条件

2.4 仿真模拟结果

2.5 实验验证

2.5.1 实验材料与设备

2.5.2 实验方法

2.5.3 测试与模拟对比分析

2.6 本章小结

第三章蓄冷剂对医药保温箱内温度分布的影响

3.1 蓄冷剂材料及其特性

3.2 蓄冷剂对温度分布影响的仿真模拟

3.2.1 蓄冷剂温度对温度分布的仿真模拟

3.2.2 蓄冷剂放置位置对温度分布的仿真模拟

3.3 实验验证

3.4 蓄冷剂材料与放置位置

3.5 本章小结

第四章保温材料对医药保温箱内温度分布的影响

4.1 保温材料及其特性

4.2 保温材料对温度分布影响的仿真模拟

4.3 实验验证与保温材料的选择

4.4 本章小结

第五章结论及展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士期间的研究成果

致谢

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