船用气调单元柜气流组织分析研究

摘要

气调单元柜采用的是较为先进的气调保鲜技术，通过降低温度、控制湿度、调节氧气浓度等方法，对果蔬贮存环境进行综合调节，达到延长保鲜时间、维持果蔬新鲜度和减少干耗损失的目的。同时，气调单元柜具有体积较小、便于安装、减少果蔬之间相互影响的优点，较为适合远洋船舶使用，对丰富船员饮食、确保营养均衡、保证人员身体健康具有重要的现实意义。本文以船用气调单元柜作为研究对象，利用计算流体力学软件，对单元柜冷藏过程和人员进出过程的气流组织进行了研究。基于计算结果可为工程实际提供参考依据。主要工作内容如下: 利用Airpak软件搭建单元柜模型，按照实验条件进行数值模拟，通过对比实验数据和模拟结果，验证所选湍流模型的正确性;建立单元柜模型，设置不同的风机安装方案、送风速度和果蔬筐间隙，研究不同工况下单元柜内气流组织的温度场、速度场和相对湿度场分布情况。通过对计算结果进行分析，选出最适合果蔬保鲜的工况;气调单元柜冷藏过程中氧气浓度较低，为确保人员进入时的绝对安全，需要充入低温空气。通过研究不同风速与单元柜内氧气浓度达到安全值所需时间之间的对应关系，为安全管理提供参考依据;人员离开后，单元柜需要充入氮气以降低氧气浓度，通过研究不同风速与单元柜内氧气浓度达到目标值所需时间之间的对应关系，为工程实际提供参考。 冷藏过程中，两台冷风机沿长边同向送风方式要优于对向送风和背向送风方式;冷风机功率一定时，风速越大，送风温度越高、柜内相对湿度越低;果蔬筐间隙增大，果蔬区温度降低，柜内温度和相对湿度分布更均匀。人员进出过程中，当风速超过2m/s时，送风速度对时间的影响逐渐减小;当送风速度超过4m/s时，不同风速下达到目标浓度的时间相差较小。工程实践中，可根据实际需求在2m/s-7m/s范围内对风速进行调整。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1课题研究背景及意义

1．2国内外研究背景

1．2．1国内研究应用情况

1．2．2国外研究应用情况

1．3论文主要研究内容

第2章数值计算理论及模型校验

2．1数值计算理论

2．1．1控制方程

2．1．2湍流模型

2．1．3离散方程求解

2．2模型校验

2．2．1实验介绍

2．2．2数值模拟

2．3本章小结

第3章冷藏过程气流组织稳态下的数值模拟

3．1基本情况

3．1．1物理模型

3．1．2边界条件

3．1．3分析方法

3．1．4网格划分

3．2方案一计算结果及分析

3．2．1风机设置方案

3．2．2计算结果分析

3．3．1风机设置方案

3．3．2计算结果分析

3．4方案三计算结果及分析

3．4．1风机设置方案

3．4．2计算结果分析

3．5三种风机设置方案下的最优工况

3．6本章小结

第4章人员进出过程氧气浓度瞬态下的数值模拟

4．1基本情况

4．1．1物理模型

4．1．2边界条件

4．1．3所需时间的认定方法

4．2升氧过程计算结果及分析

4．3降氧过程计算结果及分析

4．4本章小结

结论

参考文献

攻读学士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢