夾套式冷庫氣流組織特性及綠甘藍貯藏品質(zhì)的研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟體制改革和供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的不斷深入，居民物質(zhì)生活水平的不斷提升，人們對高營養(yǎng)價值和易腐敗的季節(jié)性果蔬產(chǎn)品的需求也越來越高，冷庫在貯藏過程中由于技術(shù)水平和設計思路的原因，每年會因冷庫內(nèi)的氣流組織不合理，溫度分布不均勻?qū)е鹿吒瘮。斐删薮蟮膿p失和浪費。近年來，制冷行業(yè)和學術(shù)屆開始研究如何能夠有效地對冷庫內(nèi)氣流組織進行優(yōu)化，夾套式冷庫作為一種采用新穎有效氣流組織方式的冷庫而逐漸受到關(guān)注。本課題對夾套式冷庫內(nèi)氣流組織特性進行了詳

2、細的探索，運用數(shù)值模擬和實驗方法相結(jié)合來探究在溫度為0℃時，采用不同送風速度，靜壓箱高度和兩種回風方式，即多種工況下對夾套庫內(nèi)氣流組織分布的影響，并采用最佳的氣流組織工況，對綠甘藍的預冷時間和貯藏品質(zhì)進行實驗研究。在研究本課題的過程中，采用數(shù)值模擬軟件CFX，根據(jù)搭建的夾套式冷庫的真實尺寸建立了幾何模型，生成了非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，設置了夾套庫墻壁、送風口、回風口等位置的邊界條件，對各個工況下夾套庫內(nèi)的速度以及溫度分布進行了計算求解，探究不同工

3、況下夾套式冷庫的溫度分布情況和流場變化情況。在隨后的實驗中，在設計搭建的夾套式冷庫中，按照數(shù)值模擬相對應的工況設置實驗方案，應用無紙記錄儀和T型熱電偶對夾套庫內(nèi)測點平面的溫度進行采集和整理，探索在實驗中多種工況下對夾套庫內(nèi)氣流組織分布情況。通過模擬和實驗的綜合分析后，得出了最佳的冷庫氣流組織工況。在最佳工況下，將購置的新鮮綠甘藍放入夾套式冷庫中，進行綠甘藍的低溫預冷馴化實驗和貯藏品質(zhì)實驗，驗證最佳工況下夾套式冷庫內(nèi)的溫度分布情況對綠甘藍

4、貯藏品質(zhì)的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在采用側(cè)下回風口進行回風的工況下，在距離送風口距離較遠即貼近地板位置的平面，庫內(nèi)中心測點的溫度值比靠近冷庫墻壁的測點的溫度值低，從庫內(nèi)上部位置高度（z=1.4m）位置到庫體底部高度（z=0.2m）位置的溫度分布呈逐漸上升趨勢，隨著靜壓箱高度的不斷增加，夾套庫內(nèi)的溫度分布的均勻性逐漸增強，但隨著夾套庫內(nèi)送風速度的不斷增加，送風口處射流速度的持續(xù)增大破壞了靜壓箱內(nèi)氣流的均勻性，導致庫內(nèi)中心區(qū)

5、域的溫度分布的均勻性先增加后減小，在D4工況下，庫內(nèi)最高最低溫度差值平均值為0.11℃，夾套式冷庫內(nèi)的溫度分布情況較好。⑵采用底部回風口進行回風的工況下，在距離送風口距離較近即距離地板位置較遠的測點平面，夾套庫內(nèi)中心測點的溫度值比靠近冷庫墻壁的測點的溫度值低，從庫內(nèi)上部位置高度（z=1.4m）位置到庫體底部高度（z=0.2m）位置的溫度分布呈逐漸上升趨勢，隨著靜壓箱高度的不斷增加，夾套庫內(nèi)的溫度分布的均勻性逐漸增強，但隨著夾套庫內(nèi)送風速

6、度的不斷增加，送風口處射流速度的持續(xù)增大破壞了靜壓箱內(nèi)氣流的均勻性，導致庫內(nèi)中心區(qū)域的溫度分布的均勻性先增加后減小，在G3工況下，庫內(nèi)最高最低溫度差值平均值為0.09℃，夾套式冷庫內(nèi)的溫度分布情況最佳。⑶底部回風方式和側(cè)下回風方式相比，采用底部回風方式時，庫內(nèi)中心區(qū)域的送風射流會在果蔬儲藏中心區(qū)域產(chǎn)生快速的貼壁流動，將中心區(qū)域貯藏綠甘藍的熱量快速帶走，庫內(nèi)貯藏核心區(qū)域的溫度為0.27℃，低于夾套庫內(nèi)貼壁處的溫度。采用側(cè)下回風方式時，庫內(nèi)

7、回風口的風速要大于庫內(nèi)中心區(qū)域的風速，貯藏核心區(qū)域的平均溫度為0.31℃，高于夾套庫內(nèi)貼壁處的平均溫度0.24℃。⑷通過實驗發(fā)現(xiàn)，在兩種回風方下，不同的靜壓箱高度工況下，庫內(nèi)的溫度分布特征整體相似，即從庫內(nèi)上部到庫內(nèi)底部的溫度分布呈上升趨勢，距送風口處較近的測點溫度比距回風口處較近的測點溫度低。庫內(nèi)中心測點與庫壁測點的溫度存在一定溫差。其中，G3工況的庫內(nèi)貯藏區(qū)域的溫度分布最為均勻，中心測點與庫壁測點的平均溫差最小，為0.09℃。⑸實驗

8、與模擬結(jié)果表明，夾套庫內(nèi)的靜壓箱裝置和均勻布置的回風口可以有效改善夾套庫內(nèi)的氣流組織，相比傳統(tǒng)冷庫的氣流組織形式，夾套庫內(nèi)各個平面的溫度波動較小，庫內(nèi)的溫度分布較為均勻，庫內(nèi)最高最低溫度的差值較小。⑹分析對比模擬計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)，能夠發(fā)現(xiàn)模擬的計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)之間的誤差較小，變化趨勢基本一致，驗證了本課題中數(shù)值模擬的正確性。⑺當送風溫度在0℃之間，送風速度為2m/s，靜壓箱高度為200mm，送風口面積為0.102 m2，采用庫底四個