基于溫控的啤酒發(fā)酵罐內(nèi)流體動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、本實(shí)驗(yàn)使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)商業(yè)軟件對(duì)啤酒發(fā)酵后期冷卻階段的動(dòng)量與熱量傳遞進(jìn)行了模擬。模擬的結(jié)果表明在對(duì)發(fā)酵罐采用外部液氨夾套冷卻的方法中，發(fā)酵液在罐內(nèi)垂直方向上有明顯的溫度分層現(xiàn)象產(chǎn)生，而在發(fā)酵罐徑向并未產(chǎn)生溫度梯度；發(fā)酵液在罐內(nèi)也未產(chǎn)生大規(guī)模的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，而是在垂直方向上產(chǎn)生了多層小范圍對(duì)流。對(duì)發(fā)酵液的流速進(jìn)行軸向與徑向分析，可知，發(fā)酵液軸向速度大于徑向速度。在不同的冷卻階段，錐部始終都有對(duì)流運(yùn)動(dòng)，也最為劇烈。對(duì)模擬結(jié)果分析得到

2、，冷卻的各階段，錐形部分的換熱量很大。這表明發(fā)酵罐冷卻過(guò)程中冷卻夾套的面積與所冷卻的發(fā)酵液的體積之比越大，對(duì)流現(xiàn)象越容易產(chǎn)生，冷卻速度也越快。加大第一冷卻階段發(fā)酵罐上部的冷卻介質(zhì)流量，加快軸向?qū)α魉俣燃胺秶欣谙郎囟确謱訃?yán)重的現(xiàn)象。以上結(jié)果說(shuō)明了解啤酒發(fā)酵罐內(nèi)在冷卻過(guò)程中溫度分布情況，以及發(fā)酵液的對(duì)流速度和方向等流體動(dòng)量和能量分布，可以為啤酒發(fā)酵冷卻過(guò)程建立更好的溫度控制基礎(chǔ)。CFD方法可較好的模擬發(fā)酵后期的冷卻過(guò)程，而且是了解罐