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重慶小豬運輸車多溫區冷藏運輸車氣流組織特性研究
來源: | 作者:cqwyqc | 發布時間: 2018-03-12 | 1849 次瀏覽 | 分享到:
中國公路冷藏運輸車占冷鏈物流的30%,歐美國家達到60%,食品種類多樣和貨量變化對新鮮食品的運輸保鮮方面提出更大挑戰,也對冷鏈物流系統提出了更高要求[1]。對于單一溫度冷藏運輸車,貨量的不足可能導致冷藏運輸車空載,而有時又有多種貨物同時運輸的需要,因此多溫區冷藏運輸車是解決空載和多種貨物同時運輸很好的選擇,更加符合食品運輸市場的配置需求。
重慶小豬運輸車 CFD應用范圍涉及到冷凍、冷藏、真空冷卻等過程中食品的傳熱問題。Liu M等[2-3]研究了相變材料在冷藏車運輸過程中的4個融化階段,并分析了融化速度隨時間變化規律。
    中國公路冷藏運輸車占冷鏈物流的30%,歐美國家達到60%,食品種類多樣和貨量變化對新鮮食品的運輸保鮮方面提出更大挑戰,也對冷鏈物流系統提出了更高要求[1]。對于單一溫度冷藏運輸車,貨量的不足可能導致冷藏運輸車空載,而有時又有多種貨物同時運輸的需要,因此多溫區冷藏運輸車是解決空載和多種貨物同時運輸很好的選擇,更加符合食品運輸市場的配置需求。
   重慶小豬運輸車 CFD應用范圍涉及到冷凍、冷藏、真空冷卻等過程中食品的傳熱問題。Liu M等[2-3]研究了相變材料在冷藏車運輸過程中的4個融化階段,并分析了融化速度隨時間變化規律。Oro E等[4-5]研究了無低溫冷藏運輸車的食品溫度響應曲線,并將結果應用到實際設計中。張哲[6]建立了一個冷藏車內部氣流組織特性的數學模型,并分析研究了多種因素對流場的影響。郭嘉明[7]分析了CFD在國內外冷藏庫和冷藏車研發中應用研究現狀,針對CFD模擬過程中典型問題,提出了CFD在食品儲運設備研發應用中可以提高模型科學性、提高網格質量的合適求解模型。與以上研究不同,本研究只在冷凍區設置出風口,而其它溫區的氣流靠隔板上下兩側空間滲透,基于CFD仿真技術,對單蒸發器多溫區冷藏車上部送風,下部回風氣流組織方式作用下的不同冷間參數場進行數值模擬,根據計算結果,分析局部溫度場不均勻原因,并對設計中風速、風向及冷間布置等氣流組織方法提出合理建議。
    1 物理模型建立
    以單蒸發器機械式冷藏運輸車為研究對象,共分為3個溫度區(冷凍區、冷藏區和常溫區),3個冷間均采用上供下回的氣流組織方式,不同冷間之間用隔板分隔,可根據貨量變化的不同需求來調節隔板位置進而改變各冷間大小。簡化后整體車廂的尺寸為(長寬高)8 000 mm×2 500 mm×2 500 mm,設定氣流溫度為冷凍區240~250 K,冷藏區260~270 K,常溫區290~300 K。
    2 數學模型假設
    計算過程中作以下假設:
    ① 冷間內氣體為不可壓縮氣體且符合Boussienq假設;
    ② 冷間內流動傳熱過程為穩態過程;
    ③ 冷間沒有車門開關過程氣體出入流動;
    ④ 氣體物性參數為常數。
    3 重慶小豬運輸車計算條件
    尺寸參數:冷間總尺寸8 000 mm×2 500 mm×2 500 mm,其中冷凍間長度2 800 mm,冷藏間長度2 300 mm,常溫間長度2 500 mm;冷凍間與冷藏間,冷藏間與常溫間之間為200 mm寬度聚苯乙烯保溫材料,進風口位于車廂內側靠近車頭上部位置,風向為水平方向,風口尺寸為1 000 mm×500 mm。
    計算參數:室外溫度取300 K,車廂保溫材料傳熱系數K取0.5 W/(m·K),采用穩態傳熱計算,進口風速取0.05 m/s,溫度240 K,隔板材料邊界條件取絕熱條件,熱流密度為0,計算狀態為空載狀態。
    4 物理模型
    模型送風口位于冷凍室上方,計算采用上側送風,下側回風,兩個冷間隔板均在上部和下部留有送風口與回風口,采用結構化網格劃分模型,車廂整體計算網格劃分見圖1。由于冷空氣密度較大,經冷間加熱后密度變小,體積膨脹,因此隔板上方送風口高度較小,為100 mm,下方回風口高度為300 mm。
    結果分析
    利用隔板與車廂內壁之間的間隔可以實現供回風氣流組織與風量控制,可以實現單蒸發器工況下的多溫區功能[8]。圖3為車長方向中心x=0截面溫度分布等值線。由圖3可知,冷凍間、冷藏間、常溫間空載狀態溫度分別分布在240,270,290 K附近,符合相應冷間溫度需求。圖4為車長方向x=1截面溫度分布等值線,由于寬度方向遠離進風口,與壁面進行對流換熱使氣體溫度有所升高,但仍在合理范圍內,冷凍間由于存在進風口,在冷間上側和右側,由于氣流影響,溫度較低,而左下側和中間溫度相對較高。http://www.ofuae.com/
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