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重庆小猪运输车多温区冷藏运输车气流组织特性研究
来源: | 作者:cqwyqc | 发布时间: 2018-03-12 | 4272 次浏览 | 分享到:
中国公路冷藏运输车占冷链物流的30%,欧美国家达到60%,食品种类多样和货量变化对新鲜食品的运输保鲜方面提出更大挑战,也对冷链物流系统提出了更高要求[1]。对于单一温度冷藏运输车,货量的不足可能导致冷藏运输车空载,而有时又有多种货物同时运输的需要,因此多温区冷藏运输车是解决空载和多种货物同时运输很好的选择,更加符合食品运输市场的配置需求。
重庆小猪运输车 CFD应用范围涉及到冷冻、冷藏、真空冷却等过程中食品的传热问题。Liu M等[2-3]研究了相变材料在冷藏车运输过程中的4个融化阶段,并分析了融化速度随时间变化规律。
    中国公路冷藏运输车占冷链物流的30%,欧美国家达到60%,食品种类多样和货量变化对新鲜食品的运输保鲜方面提出更大挑战,也对冷链物流系统提出了更高要求[1]。对于单一温度冷藏运输车,货量的不足可能导致冷藏运输车空载,而有时又有多种货物同时运输的需要,因此多温区冷藏运输车是解决空载和多种货物同时运输很好的选择,更加符合食品运输市场的配置需求。
   重庆小猪运输车 CFD应用范围涉及到冷冻、冷藏、真空冷却等过程中食品的传热问题。Liu M等[2-3]研究了相变材料在冷藏车运输过程中的4个融化阶段,并分析了融化速度随时间变化规律。Oro E等[4-5]研究了无低温冷藏运输车的食品温度响应曲线,并将结果应用到实际设计中。张哲[6]建立了一个冷藏车内部气流组织特性的数学模型,并分析研究了多种因素对流场的影响。郭嘉明[7]分析了CFD在国内外冷藏库和冷藏车研发中应用研究现状,针对CFD模拟过程中典型问题,提出了CFD在食品储运设备研发应用中可以提高模型科学性、提高网格质量的合适求解模型。与以上研究不同,本研究只在冷冻区设置出风口,而其它温区的气流靠隔板上下两侧空间渗透,基于CFD仿真技术,对单蒸发器多温区冷藏车上部送风,下部回风气流组织方式作用下的不同冷间参数场进行数值模拟,根据计算结果,分析局部温度场不均匀原因,并对设计中风速、风向及冷间布置等气流组织方法提出合理建议。
    1 物理模型建立
    以单蒸发器机械式冷藏运输车为研究对象,共分为3个温度区(冷冻区、冷藏区和常温区),3个冷间均采用上供下回的气流组织方式,不同冷间之间用隔板分隔,可根据货量变化的不同需求来调节隔板位置进而改变各冷间大小。简化后整体车厢的尺寸为(长宽高)8 000 mm×2 500 mm×2 500 mm,设定气流温度为冷冻区240~250 K,冷藏区260~270 K,常温区290~300 K。
    2 数学模型假设
    计算过程中作以下假设:
    ① 冷间内气体为不可压缩气体且符合Boussienq假设;
    ② 冷间内流动传热过程为稳态过程;
    ③ 冷间没有车门开关过程气体出入流动;
    ④ 气体物性参数为常数。
    3 重庆小猪运输车计算条件
    尺寸参数:冷间总尺寸8 000 mm×2 500 mm×2 500 mm,其中冷冻间长度2 800 mm,冷藏间长度2 300 mm,常温间长度2 500 mm;冷冻间与冷藏间,冷藏间与常温间之间为200 mm宽度聚苯乙烯保温材料,进风口位于车厢内侧靠近车头上部位置,风向为水平方向,风口尺寸为1 000 mm×500 mm。
    计算参数:室外温度取300 K,车厢保温材料传热系数K取0.5 W/(m·K),采用稳态传热计算,进口风速取0.05 m/s,温度240 K,隔板材料边界条件取绝热条件,热流密度为0,计算状态为空载状态。
    4 物理模型
    模型送风口位于冷冻室上方,计算采用上侧送风,下侧回风,两个冷间隔板均在上部和下部留有送风口与回风口,采用结构化网格划分模型,车厢整体计算网格划分见图1。由于冷空气密度较大,经冷间加热后密度变小,体积膨胀,因此隔板上方送风口高度较小,为100 mm,下方回风口高度为300 mm。
    结果分析
    利用隔板与车厢内壁之间的间隔可以实现供回风气流组织与风量控制,可以实现单蒸发器工况下的多温区功能[8]。图3为车长方向中心x=0截面温度分布等值线。由图3可知,冷冻间、冷藏间、常温间空载状态温度分别分布在240,270,290 K附近,符合相应冷间温度需求。图4为车长方向x=1截面温度分布等值线,由于宽度方向远离进风口,与壁面进行对流换热使气体温度有所升高,但仍在合理范围内,冷冻间由于存在进风口,在冷间上侧和右侧,由于气流影响,温度较低,而左下侧和中间温度相对较高。/