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纤维空气分布系统送风模式下果蔬冷藏库流场特性研究

魏高亮  
【摘要】:在我国全面达成小康社会之际,国民对美好生活品质的追求显得更为突出,这极大地推动着我国冷链物流的蓬勃发展。果蔬冷藏库作为冷链物流行业中不可或缺的一部分,在保障季节性的果蔬产品可以高质量的全年供应给消费者方面发挥着重要的作用。果蔬冷藏库内的流场分布对于果蔬贮藏环境影响重大,在果蔬的贮藏品质方面起到决定性作用。合理的送风方式不仅可以有效改善库内的气流组织形式,提升贮藏环境的均匀性,而且可以降低果蔬入库后的降温时间达到确保果蔬贮藏品质的目的。纤维空气分布系统是一种由纤维织物制成的具有空气分布与传输功能的末端装置,拥有送风均匀,防结露,易安装,清洁环保等特点。本文以西安市某苹果冷藏间为研究对象,运用数值模拟技术研究苹果冷藏库在纤维空气分布系统送风模式下库内的流场特性。文中主要的研究内容为:基于实际冷藏库的设计参数和纤维风管选型手册,通过流动传热理论建立冷风机(加纤维空气分布系统)-货物-库内空气环境的气体流动与传热的三维耦合数学求解模型。研究了喷射渗透比和送风温度对冷藏库内流场分布、降温时间的影响,并与传统冷风机直吹送风进行对比研究,以获得更为适宜的送风方式。本文具体研究了纤维空气分布系统送风在不同喷射渗透比和送风温度下冷藏库内气流组织特性。研究表明:相对于纯喷射工况,结合渗透的送风方式可以满足冷藏库贮藏风速要求,喷射为主渗透为辅的送风方式下冷藏库内温度贮藏环境更佳;不同送风温度下冷藏库内速度分布以及货物区温度梯度相似,但是送风温度与冷藏库内环境温度存在线性关系。对于纤维空气分布系统送风模式在不同喷射渗透比以及送风温度下冷藏库内的降温规律研究中表明:五种喷射渗透比工况下苹果入库降温后均可达到贮藏要求,喷射渗透比3:1工况的降温时间最短,随着喷射渗透比值的降低,整个降温过程中货物区温度均匀性逐渐下降;三种送风温度下均可满足货物区降温至0-2℃的基本贮藏条件,但是272.15K的送风温度下货物区温度更为适中。在相同送风量和送风温度的条件下,对比研究了纤维风管送风模式和冷风机直吹送风模式下冷藏库内流场分布以及降温时间。研究表明:纤维风管送风具有更均匀的流场分布且降温更快。相对于冷风机直吹送风,纤维风管送风模式下空气区速度均匀性最高提升了23%,货物区平均温度相较于冷风机直吹送风最高降低了0.29℃;货物区降温至1℃时纤维风管送风方式所需的降温时间相较于冷风机直吹送风下降了39%。本文通过研究纤维空气分布系统送风下冷藏库内的气流组织特性及降温时间验证了其在冷藏库中应用的优越性,对纤维空气分布系统冷藏库的设计及运行管理具有理论指导意义。


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