立式敞开式制冷陈列柜的性能分析及改进

【摘要】： 本文以一台立式敞开式中温陈列柜为研究对象,通过实验及CFD方法对其结构和基本原理进行了研究,并分析了影响其性能的内在因素和外在因素。 本文从分析立式敞开式陈列柜的热负荷组成入手,详细分析了其热负荷的组成部分,说明除霜热负荷是在陈列柜开机降温的非稳态运行过程中引起柜温波动的一个主要因素;而在陈列柜稳态运行过程中,通过风幕的渗入热负荷占其总热负荷的70%以上。因此,为提高陈列柜的性能,必须从降低这两种热负荷入手。 数值计算方面,本文在一些基本假设的基础上,利用流体力学、传热学的基本方程和k ?ε湍流模型,建立了陈列柜风幕及柜内外空气流动的数学模型;并采用CFD软件FLUENT,对该型式的陈列柜进行了数值计算。模型建立过程中,研究了各种因素对陈列柜风幕的送风温差和柜内空气流动的影响,说明风幕紊流度、风幕送风速度及送风温度对风幕性能的影响都较大,且存在优化。 实验方面,本文根据澳洲标准AS1731、欧洲标准EN441的标准方法对陈列柜内三维方向的温度场及陈列柜风幕的温度、速度进行了测定,并将实验测试结果与数值计算结果进行对比,验证了数值模型的正确性。另外,实验还测量了陈列柜内温度的分布,说明柜内货物位置对其温度的影响;测量了不同温度湿度下,陈列柜性能的变化,说明环境对陈列柜性能的影响。 最后,利用CFD数值计算模型对立式敞开式陈列柜风幕进行了优化设计构想,比较分析后认为,合理的风幕出风速度和导流板结构对陈列柜节能有一定影响,当出风速度为1.1m/s时,实验所用陈列柜能耗最小;且对导流板结构进行合理优化,也能使风幕性能得到提高。