【摘 要】
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在冷链物流所有环节中,冷库是最核心的基础设施,果蔬的储存保鲜对冷库环境、冷库内气流组织的要求较高,为果蔬保鲜提供保障优化冷库气流组织势在必行。本文利用CFD模拟研究了间接式制冷系统应用顶排管和风机盘管两种不同末端时,送风温度、送风风速、安装多孔板(固定孔隙率40%)以及多孔板安装高度等对空态冷库温度场和速度场的影响,对比分析了两种不同末端对冷库气流组织分布的影响。本文主要研究结论如下:(1)末端为
【基金项目】
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国家重点研发计划(NO.2020YFD1100305)
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在冷链物流所有环节中,冷库是最核心的基础设施,果蔬的储存保鲜对冷库环境、冷库内气流组织的要求较高,为果蔬保鲜提供保障优化冷库气流组织势在必行。本文利用CFD模拟研究了间接式制冷系统应用顶排管和风机盘管两种不同末端时,送风温度、送风风速、安装多孔板(固定孔隙率40%)以及多孔板安装高度等对空态冷库温度场和速度场的影响,对比分析了两种不同末端对冷库气流组织分布的影响。本文主要研究结论如下:(1)末端为顶排管时,在高度方向上,随着高度越高,温度略有上升。分析了顶排管送风温度对库内温度的影响,并对送风温度和库温进行线性拟合。关系式为Y=277.87794+0.7658x,其中x为顶排管送风温度,Y为库温,为实际生产中库内温度的设定提供参考。(2)顶排管末端加装多孔板后,Z截面的温度均有所升高,其中多孔板距库顶1.4m时对温度场的影响的最明显,加装多孔板不利于顶排管冷库的换热。在多孔板距库顶高度1.0m时,顶排管冷库内气流组织表现最好,此时不均匀性系数为0.393,温度极差为0.274℃,温度偏差为0.064,速度极差为0.067m/s。加装多孔板会增加冷库建造成本,同时会导致间接式制冷系统的能耗增加。(3)风机盘管末端送风风速相同时,在Z截面上随着高度增加,温度略有上升,面平均速度的变化趋势为先减小后增大。多孔板距库顶0.8m时,对库内空气传热产生了不利影响,多孔板距库顶1.0m、1.4m时与未安装多孔板时库内温度基本一致,加装多孔板前后以及安装高度不同时,库内温差不超过0.1℃。多孔板距库顶1.0~1.4m时,对于减小流速的效果相差不大,但是距库顶越高,库内可储存货物的空间越小,在实际中应充分考虑该问题。风速为1m/s时风机盘管冷库内部不均匀性系数最大,随着风速增大呈明显变小趋势。速度极差随着风速的增大而增大,温度极差和偏差随着风速的增大而减小。(4)不均匀性系数相同时,对比冷间温度场和速度场,得到顶排管降温效果相比风机盘管较差。末端为顶排管时冷间空气流动明显比末端为风机盘管时缓慢。多孔板距库顶高度相同时(1.0m),在冷库高度方向上,顶排管和风机盘管末端温度场分布都较为均匀,顶排管末端冷间空气流动速度在高度方向上风机盘管末端相比更加均匀。(5)综合冷间评价指标参数分析,不均匀性系数最小为0.393,该工况为B2,此时顶排管送风温度为-3℃,多孔板距库顶高度为1.0m;温度极差和温度偏差最小分别为0.111和0.043,该工况为F4,此时风机盘管送风温度为-3℃,送风风速为4m/s,多孔板距库顶高度为1.4m。间接式制冷系统使用两种不同末端对温度场产生的影响较小,冷间温度分布都比较均匀,达到同样的冷间温度使用顶排管时会使系统能耗增加,虽然增加了系统能耗,但是冷间速度分布更为均匀,能够更好地满足储存的果蔬的条件,在实际生产中应根据情况选择合适的末端形式。
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