夾套式冷庫(kù)氣流組織特性及綠甘藍(lán)貯藏品質(zhì)的研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革和供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的不斷深入，居民物質(zhì)生活水平的不斷提升，人們對(duì)高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和易腐敗的季節(jié)性果蔬產(chǎn)品的需求也越來(lái)越高，冷庫(kù)在貯藏過(guò)程中由于技術(shù)水平和設(shè)計(jì)思路的原因，每年會(huì)因冷庫(kù)內(nèi)的氣流組織不合理，溫度分布不均勻?qū)е鹿吒瘮?，造成巨大的損失和浪費(fèi)。近年來(lái)，制冷行業(yè)和學(xué)術(shù)屆開(kāi)始研究如何能夠有效地對(duì)冷庫(kù)內(nèi)氣流組織進(jìn)行優(yōu)化，夾套式冷庫(kù)作為一種采用新穎有效氣流組織方式的冷庫(kù)而逐漸受到關(guān)注。本課題對(duì)夾套式冷庫(kù)內(nèi)氣流組織特性進(jìn)行了詳

2、細(xì)的探索，運(yùn)用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)方法相結(jié)合來(lái)探究在溫度為0℃時(shí)，采用不同送風(fēng)速度，靜壓箱高度和兩種回風(fēng)方式，即多種工況下對(duì)夾套庫(kù)內(nèi)氣流組織分布的影響，并采用最佳的氣流組織工況，對(duì)綠甘藍(lán)的預(yù)冷時(shí)間和貯藏品質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。在研究本課題的過(guò)程中，采用數(shù)值模擬軟件CFX，根據(jù)搭建的夾套式冷庫(kù)的真實(shí)尺寸建立了幾何模型，生成了非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，設(shè)置了夾套庫(kù)墻壁、送風(fēng)口、回風(fēng)口等位置的邊界條件，對(duì)各個(gè)工況下夾套庫(kù)內(nèi)的速度以及溫度分布進(jìn)行了計(jì)算求解，探究不同工

3、況下夾套式冷庫(kù)的溫度分布情況和流場(chǎng)變化情況。在隨后的實(shí)驗(yàn)中，在設(shè)計(jì)搭建的夾套式冷庫(kù)中，按照數(shù)值模擬相對(duì)應(yīng)的工況設(shè)置實(shí)驗(yàn)方案，應(yīng)用無(wú)紙記錄儀和T型熱電偶對(duì)夾套庫(kù)內(nèi)測(cè)點(diǎn)平面的溫度進(jìn)行采集和整理，探索在實(shí)驗(yàn)中多種工況下對(duì)夾套庫(kù)內(nèi)氣流組織分布情況。通過(guò)模擬和實(shí)驗(yàn)的綜合分析后，得出了最佳的冷庫(kù)氣流組織工況。在最佳工況下，將購(gòu)置的新鮮綠甘藍(lán)放入夾套式冷庫(kù)中，進(jìn)行綠甘藍(lán)的低溫預(yù)冷馴化實(shí)驗(yàn)和貯藏品質(zhì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證最佳工況下夾套式冷庫(kù)內(nèi)的溫度分布情況對(duì)綠甘藍(lán)

4、貯藏品質(zhì)的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在采用側(cè)下回風(fēng)口進(jìn)行回風(fēng)的工況下，在距離送風(fēng)口距離較遠(yuǎn)即貼近地板位置的平面，庫(kù)內(nèi)中心測(cè)點(diǎn)的溫度值比靠近冷庫(kù)墻壁的測(cè)點(diǎn)的溫度值低，從庫(kù)內(nèi)上部位置高度（z=1.4m）位置到庫(kù)體底部高度（z=0.2m）位置的溫度分布呈逐漸上升趨勢(shì)，隨著靜壓箱高度的不斷增加，夾套庫(kù)內(nèi)的溫度分布的均勻性逐漸增強(qiáng)，但隨著夾套庫(kù)內(nèi)送風(fēng)速度的不斷增加，送風(fēng)口處射流速度的持續(xù)增大破壞了靜壓箱內(nèi)氣流的均勻性，導(dǎo)致庫(kù)內(nèi)中心區(qū)

5、域的溫度分布的均勻性先增加后減小，在D4工況下，庫(kù)內(nèi)最高最低溫度差值平均值為0.11℃，夾套式冷庫(kù)內(nèi)的溫度分布情況較好。⑵采用底部回風(fēng)口進(jìn)行回風(fēng)的工況下，在距離送風(fēng)口距離較近即距離地板位置較遠(yuǎn)的測(cè)點(diǎn)平面，夾套庫(kù)內(nèi)中心測(cè)點(diǎn)的溫度值比靠近冷庫(kù)墻壁的測(cè)點(diǎn)的溫度值低，從庫(kù)內(nèi)上部位置高度（z=1.4m）位置到庫(kù)體底部高度（z=0.2m）位置的溫度分布呈逐漸上升趨勢(shì)，隨著靜壓箱高度的不斷增加，夾套庫(kù)內(nèi)的溫度分布的均勻性逐漸增強(qiáng)，但隨著夾套庫(kù)內(nèi)送風(fēng)速

6、度的不斷增加，送風(fēng)口處射流速度的持續(xù)增大破壞了靜壓箱內(nèi)氣流的均勻性，導(dǎo)致庫(kù)內(nèi)中心區(qū)域的溫度分布的均勻性先增加后減小，在G3工況下，庫(kù)內(nèi)最高最低溫度差值平均值為0.09℃，夾套式冷庫(kù)內(nèi)的溫度分布情況最佳。⑶底部回風(fēng)方式和側(cè)下回風(fēng)方式相比，采用底部回風(fēng)方式時(shí)，庫(kù)內(nèi)中心區(qū)域的送風(fēng)射流會(huì)在果蔬儲(chǔ)藏中心區(qū)域產(chǎn)生快速的貼壁流動(dòng)，將中心區(qū)域貯藏綠甘藍(lán)的熱量快速帶走，庫(kù)內(nèi)貯藏核心區(qū)域的溫度為0.27℃，低于夾套庫(kù)內(nèi)貼壁處的溫度。采用側(cè)下回風(fēng)方式時(shí)，庫(kù)內(nèi)

7、回風(fēng)口的風(fēng)速要大于庫(kù)內(nèi)中心區(qū)域的風(fēng)速，貯藏核心區(qū)域的平均溫度為0.31℃，高于夾套庫(kù)內(nèi)貼壁處的平均溫度0.24℃。⑷通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在兩種回風(fēng)方下，不同的靜壓箱高度工況下，庫(kù)內(nèi)的溫度分布特征整體相似，即從庫(kù)內(nèi)上部到庫(kù)內(nèi)底部的溫度分布呈上升趨勢(shì)，距送風(fēng)口處較近的測(cè)點(diǎn)溫度比距回風(fēng)口處較近的測(cè)點(diǎn)溫度低。庫(kù)內(nèi)中心測(cè)點(diǎn)與庫(kù)壁測(cè)點(diǎn)的溫度存在一定溫差。其中，G3工況的庫(kù)內(nèi)貯藏區(qū)域的溫度分布最為均勻，中心測(cè)點(diǎn)與庫(kù)壁測(cè)點(diǎn)的平均溫差最小，為0.09℃。⑸實(shí)驗(yàn)

8、與模擬結(jié)果表明，夾套庫(kù)內(nèi)的靜壓箱裝置和均勻布置的回風(fēng)口可以有效改善夾套庫(kù)內(nèi)的氣流組織，相比傳統(tǒng)冷庫(kù)的氣流組織形式，夾套庫(kù)內(nèi)各個(gè)平面的溫度波動(dòng)較小，庫(kù)內(nèi)的溫度分布較為均勻，庫(kù)內(nèi)最高最低溫度的差值較小。⑹分析對(duì)比模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能夠發(fā)現(xiàn)模擬的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的誤差較小，變化趨勢(shì)基本一致，驗(yàn)證了本課題中數(shù)值模擬的正確性。⑺當(dāng)送風(fēng)溫度在0℃之間，送風(fēng)速度為2m/s，靜壓箱高度為200mm，送風(fēng)口面積為0.102 m2，采用庫(kù)底四個(gè)