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《南京师范大学》 2019年
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自提冷柜风道结构数值设计与试验验证

陈智明  
【摘要】:全球冷链技术随着经济发展所带来的人民日益增长的品质需求而不断发展完善。但是目前冷链约占全球二氧化碳产量的1%,且这一比例随着冷链发展而持续上升,冷链所造成的环境问题日益严重,而冷链中由末端设备所带来的冷冻冷藏的耗能以及碳排放又占到了 50%以上,因此对末端设备自提冷柜等进行节能改造并提升其性能对全球节能减排具有重大意义。末端设备的保鲜品质及效率由其内部流场分布所决定,因而自提冷柜内部气流组织分布是改善其热环境性能的重要因素。本文以上送上回送风方式自提冷柜为研究对象,冷藏研究为主冷冻研究为辅,首先探索有无送回风静压空间(无送回风静压空间、单送风静压空间、双送回风静压空间)对自提冷柜热环境性能的影响,并进一步研究不同送回风静压空间的大小(50mm,100mm,150mm)的优劣程度,综合考虑静压空间以及其大小后,本文研究认为在单送风静压空间且其静压空间厚度为100mm下,自提冷柜内部气流组织分布更优,并在此结构基础上进一步改变风道结构几何参数,即改变变截面送风角度(0=0°,0=1.5°,0=3°)、送风板穿孔率(φ=5%,φ=10%,φ=15%)以及回风板角度(α=30°,α=45°,α=60°),组合研究建立27种模型进行分析比较,选取出模拟结果较优改进结构模型,并实测某公司现有模型与改进型模型在标准工况下的温度场及速度场分布,并与模拟结果进行对比,验证了本文模拟结果的准确性,并检测了改进型结构在冷冻环境下的适用性。进而,本文提出热环境性能的评价指标—垂面温度/速度均匀系数以及平均温速度对不同风道结构模拟与实测模型进行评价分析,以反映自提冷柜热环境性能的理想程度,并综合考虑模拟分析以及评价指标数据量化结果选取最优结构模型。数值模拟和试验验证结果显示,有单送风静压空间及其厚度为100mm时配合变截面送风角度0=1.5°,送风板穿孔率φ=10%以及回风板角度α=30°的风道结构,其自提冷柜内气流组织合理,热环境性能最为理想,较目前普遍典型结构综合性能效果提升达到32.47%,较本文所研究某公司现有模型结构综合性能效果提升达到21.20%。本文研究成果可为类似用途自提冷柜、冰箱、陈列柜等内部设计及改进提供设计参考。
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TB657.1

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