藥品冷庫(kù)溫度場(chǎng)的模擬及設(shè)計(jì)優(yōu)化.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)醫(yī)藥生物制品的需求量越來越大。伴隨著這一產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的是保證醫(yī)藥生物制品在儲(chǔ)運(yùn)過程中質(zhì)量安全的醫(yī)藥冷鏈行業(yè)。近年來，中國(guó)冷鏈行業(yè)的發(fā)展可謂突飛猛進(jìn)。醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為推動(dòng)貴州省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大支柱產(chǎn)業(yè)，這也有力推動(dòng)了冷鏈行業(yè)在該省的發(fā)展。醫(yī)藥冷庫(kù)是儲(chǔ)存醫(yī)藥生物制品的場(chǎng)所，在冷鏈物流中是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。目前，冷庫(kù)的數(shù)量有了很大的增加，但關(guān)于冷庫(kù)的運(yùn)行情況缺乏調(diào)查數(shù)據(jù)和研究工作的支撐，在冷庫(kù)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和節(jié)能減

2、排方面也還有很大的提升空間。
　　計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics, CFD）是將數(shù)值計(jì)算方法和數(shù)據(jù)可視化技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來的一種新興技術(shù)手段，主要用于對(duì)流動(dòng)、傳熱等相關(guān)物理現(xiàn)象進(jìn)行建模分析，它克服了人工數(shù)值計(jì)算和實(shí)際測(cè)量難度大、精度不高等缺點(diǎn)從而在工程上被廣泛地應(yīng)用。本文研究的目的在于，利用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent模擬分析藥品冷庫(kù)在不同運(yùn)行條件下冷庫(kù)內(nèi)溫度場(chǎng)的分布情況，找出滿足醫(yī)藥生物制品

3、儲(chǔ)存條件的冷庫(kù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，對(duì)醫(yī)藥冷庫(kù)的建設(shè)具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。研究的內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　一、對(duì)于實(shí)際尺寸為4×3×2.5m（長(zhǎng)×寬×高）的冷庫(kù)在風(fēng)機(jī)直吹制冷方式下采用不同風(fēng)速時(shí)溫度分布進(jìn)行數(shù)值模擬，采用的數(shù)值模擬方法為工程上廣泛使用的SIMPLE算法及標(biāo)準(zhǔn)的k-ε兩方程模型。通過對(duì)所得的數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，討論和分析所采用數(shù)值模擬方法的合理性。研究發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果的變化規(guī)律趨于一致。經(jīng)模擬結(jié)果和試驗(yàn)驗(yàn)證得

4、出該冷庫(kù)出風(fēng)速度宜選擇4m/s的大小。
　　二、優(yōu)化冷庫(kù)的出風(fēng)方式，使其由原來的風(fēng)機(jī)直吹形式變?yōu)榕艢饪壮鲲L(fēng)方式。模擬此時(shí)冷庫(kù)庫(kù)內(nèi)溫度的分布情況，得出模擬結(jié)果。然后計(jì)算冷庫(kù)中具有代表性四個(gè)截面上的溫度平均值及其方差，與采用風(fēng)機(jī)直吹時(shí)相對(duì)應(yīng)的值進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)冷庫(kù)在排氣孔出風(fēng)方式下，由于冷庫(kù)內(nèi)氣體流通方式得以優(yōu)化，因而冷庫(kù)內(nèi)具有更為理想的溫度分布。所以建議冷庫(kù)的出風(fēng)方式采用該種形式，以實(shí)現(xiàn)冷庫(kù)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　三、模擬不同貨物

5、堆碼方式對(duì)目標(biāo)冷庫(kù)內(nèi)溫度場(chǎng)分布的影響，找出合理的貨物堆碼方式。本文設(shè)計(jì)的貨物堆碼方式在三維直角坐標(biāo)下可以表示為以下三種形式：1）貨物沿著 X軸方向；2)貨物沿著 Z軸方向；3）貨物沿著 Z軸方向并采用10cm厚的墊倉(cāng)板，其特點(diǎn)是用墊倉(cāng)板將貨物抬高10cm，使底部空氣能夠得以流通。通過對(duì)模擬結(jié)果的比較和分析，發(fā)現(xiàn)在第三種堆碼方式下，由于在冷庫(kù)內(nèi)不會(huì)形成旋渦氣流，從而可以實(shí)現(xiàn)更理想的溫度場(chǎng)，在滿足醫(yī)藥生物制品儲(chǔ)存條件的同時(shí)達(dá)到了貨物合理堆放