不同风速对冷库温度场和流场性能影响的研究

为了使冷库内温度场均匀,本文基于数值模拟软件Fluent,对不同风速进入冷库所形成的空气流场及其对温度场的影响进行了数值模拟。当进入冷库的风速分别为1,3,5m/s时,对冷库的影响情况进行模拟和分析。分析结果表明,在一定速度范围内,随着风速的增加,降温能力增强,换热效果好,降低到冷库所需温度的时间减少,但超出该范围,制冷效果并不明显。通过对3种情况的研究表明,当进风口风速为3m/s时,该冷库整体换热效果最好,最为节能。该研究具有一定的创新性和实际应用价值。

真空预冷设备中捕水器的理论模拟和结构优化

为研究捕水器最佳的结构参数并使系统不过于复杂及成本太高,本文给出了真空预冷的原理,建立了真空预冷装置捕水器数学模型,采用Fluent和Gambit软件,选用k-ε湍流模型及连续性方程来封闭N-S方程组,通过编写用户自定义函数名称凝固与融化(solidification and melting,SAM),对不同直径、不同长度和不同壁面温度组合而成的18种壁面凝结式捕水器进行理论模拟与分析。分析结果表明,当管径为200mm,管长为700mm,壁面温度为-30℃时,该捕水器的捕水率可达72.4%,说明当捕水器总材料一定时,选用第18组的结构尺寸,其捕水率最高。该研究为实际捕水器的优化改进提供了理论依据。

低温冷库温度波动数值分析

针对低温冷库进行开门存取货物时,存在库门处与外界环境发生强烈的热湿交换,并且随着时间的增加造成库内温度较大波动而影响存储货物质量的问题。本文利用ANSYS Fluent有限元分析软件,对初始库温为243 K冷库存取货物开门过程进行温度场分析,同时对存取结束后库内降温过程进行温度场分析。研究结果表明,在冷库库门开启30 s,冷库与库外环境热交换比较强烈,库内温度波动较大,且大部分在260 K以上。冷库冷风机开始工作前10 s,冷库上部降温速度要比下部快,在10 s之后冷库上部和下部降温速度放缓。冷风机工作30 s时,库内温度不能降低到开门以前的温度,为了消除开门对冷库温度波动的影响,冷风机工作时间必须在30 s以上。冷库开门时外界环境的热湿空气会因密度差而聚集在冷库上部,造成冷库上部温度高,下部温度低的现象,为了消除温度波动带来的影响,库内冷风机需要工作较长时间。该研究对有效控制冷库温度的波动具有重要意义。