冷库内货物不同摆放方式对气流组织影响的研究

摘要

随着改革开放不断深入，人们生活水平有了极大的改善，对食品质量的要求也越来越高。中国作为苹果生产的大国，近几年苹果的产量为世界第一。在国内许多地方由于管理不善，苹果损失十分严重。苹果的贮藏问题已经成为冷藏链中的一个重要的问题。研究苹果的贮藏，首先要研究冷藏库内的气流场的分布。随着计算机在国内的大量普及，计算模拟软件CFD已经成为研究流场的一个重要的工具。
　　本文运用模拟和实验相结合的方法对冷库气流场进行研究，主要研究冷库内摆放果箱后，在果箱与果箱之间的气流场。本文通过建立三维物理模型，使用Ansys Icem CFD软件进行结构网格划分，运用Fluent软件进行求解计算，用Tecplot软件进行后处理，最终得出模拟部分内容。本文模拟主要研究苹果进行预冷时，果箱间气流场的分布情况。模拟中的边界条件是用实验的方法测得。果箱间的气流场进行模拟时，本文将入口边界条件设为速度入口。实验中用热敏风速仪测出多组入口截面的速度数据，最终求取平均值作为模拟的入口边界条件。在温度设定上，由于研究的是预冷降温的过程，本文采用Fluent软件中UDF功能进行自定义函数，作为本模拟中入口温度值。自定义函数是通过实验的方法在空间入口上布置上多个热电偶，用无纸记录仪记录下入口的温度变化，最终通过多项式拟合的方式拟合出温度随时间变化的自定义函数关系式。在实验部分通过在果箱与果箱之间的流场空间合理布置热电偶，来验证模拟的可靠性。测量果箱间气流场的同时，在果箱内部苹果的表面，同样也是合理的布置了热电偶，以此来研究气流场对箱内苹果的温度场的影响。
　　研究表明：果箱不同的摆放方式对冷库内气流造成一定的影响。当果箱与果箱之间没有间隙时，苹果预冷的效果较差；当苹果箱子与箱子之间留在空隙的时候，苹果的预冷效果有了改善，且随着空隙的增大，空隙内的气流场分布更加均匀，苹果预冷的速度更快。在本实验中，当间隙的长度增加到4cm时，继续增加大空隙长度对气流场的影响不大。

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第一章 绪 论

1.1 前言

1.2 国内研究现状

1.3 国外研究现状

1.4 本文的研究内容和目的

第二章 冷库负荷计算及冷藏原理

2.1 冷库制冷负荷计算

2.2 冷藏原理

2.3 本章小结

第三章 数值模拟介绍

3.1 计算流体力学模拟的步骤

3.2 数学模型的基本控制方程

3.3 湍流模型

3.4 SIMPLE算法的简介

3.5 壁面函数法

3.6 本章小结

第四章 果箱间气流场数值模拟

4.1 空库的模拟

4.2 果箱间的空间气流组织模拟

4.3 模拟的验证

4.4 模拟结果

4.5 本章小结

第五章 冷库内气流组织的实验研究

5.1 实验前期准备

5.2 果箱间气流场实验

5.3 实验结果分析

5.4 苹果预冷分析以及结论

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢