基于CFD的小型冷庫內(nèi)流場分布與優(yōu)化的研究.pdf

1、我國是一個農(nóng)業(yè)大國，水果、蔬菜的產(chǎn)量均位居世界前列，但果蔬采后損失率過高一直是制約果蔬產(chǎn)業(yè)發(fā)展的困擾問題之一，通過冷庫貯藏可以在一定程度上保證果蔬的保存效果和質(zhì)量，減少采后損失率。冷庫作為果蔬貯藏的主要載體，其合理建造已經(jīng)逐步受到國家重視，但目前國內(nèi)對于冷庫管理還主要基于傳統(tǒng)經(jīng)驗，尚未形成完整的體系，而對于室內(nèi)氣流組織的研究，則處于起步階段。因此，對于冷庫設(shè)計參數(shù)以及庫內(nèi)氣流組織的研究對增強冷庫設(shè)計與管理、提高冷庫貯藏效果具有重要應(yīng)用價

2、值和意義。
　　 隨著計算流體力學(xué)(CFD)在食品工程、制冷工程等領(lǐng)域的應(yīng)用，其在冷庫設(shè)計方面的研究也開始興起。與傳統(tǒng)的單一實驗研究相比，采用CFD技術(shù)可以縮小實驗規(guī)模、減少研究時間和經(jīng)費，并能得到精度較高的數(shù)值計算結(jié)果。正是基于上述背景，本文利用CFD技術(shù)，以現(xiàn)有實驗冷庫為研究對象，對果蔬冷庫內(nèi)流場的變化規(guī)律和冷庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行了研究和優(yōu)化。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 建立了冷庫內(nèi)流場的三維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模型，并進行了實

3、驗驗證，結(jié)果表明，所建模型能夠運用于冷庫的流場分析。
　　 研究了四種不同貨物擺放方式對冷庫流場分布的影響，結(jié)果表明，貨物區(qū)通道寬度、貨物高度和貨物離墻壁距離均會對庫內(nèi)溫度場和速度場分布產(chǎn)生影響，貨物區(qū)通道寬度越寬、貨物高度越低、貨物離墻壁距離越遠就越有利于氣流組織的均勻分布，越有利于貨物的貯藏。本文所分析的四種擺放方式中，以中間留有較寬通道的D方式為最優(yōu)方式，其貨物區(qū)溫度差值與其他方式相比可以達到0.79K，相對而言更有利于提

4、高貨物的貯藏品質(zhì)。
　　 研究了三種冷庫風(fēng)機風(fēng)速對庫內(nèi)流場分布的影響，結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)提高風(fēng)速并不能明顯改變庫內(nèi)流場的分布規(guī)律，但風(fēng)速的提高使氣流貼壁流動趨勢明顯，能夠快速帶走庫內(nèi)熱量，因而會降低貨物區(qū)溫度，在本文所仿真分析的三種風(fēng)速中，11m/s的風(fēng)速與6m/s的風(fēng)速相比較，貨物區(qū)溫度差值達到0.26K。
　　 研究了冷風(fēng)機出風(fēng)口風(fēng)向變化對庫內(nèi)流場的影響，結(jié)果表明，通過在冷風(fēng)機出口處設(shè)置擋板，可以改變部分冷風(fēng)流動