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冷藏車車廂內溫度場均勻問題的分析與解決
來源: | 作者:cqwyqc | 發布時間: 2018-03-08 | 1933 次瀏覽 | 分享到:
1 重慶小豬運輸車技術現狀
1.1 重慶小豬運輸車冷藏車結構與原理
目前國內冷藏車采用的制冷方式可分為機械制冷、液氮制冷、干冰制冷及蓄冷板制冷等幾種,本文以目前最為常用的機械式制冷為例進行分析。圖1及圖2分別為某中小型機械式冷藏車的結構示意圖和制冷系統原理圖
    關鍵詞:冷藏車;冷藏機組;溫度分布
    隨著國民經濟及人民生產水平的提高,電商配送食品、藥品的領域快速發展,居民對食品、藥品安全要求不斷提高,冷藏車的使用越來越廣泛。如何達到既保證食品品質安全要求,又實現節能環保己成為冷藏運輸行業發展的核心問題。冷藏車廂中的溫度控制是整個食品冷鏈運輸系統的關鍵,也是保證食品質量和安全的主要條件。以果蔬為例,溫度過高會加快果蔬呼吸,過低會對果蔬產生冷害,都不利于運輸[1]。同時,溫度也是影響微生物在食品中生存和增長的關鍵因素,如果食品沒有被存儲在適當的溫度下,那么食品腐蝕就會開始因此,冷藏車廂內的溫度分布尤為重要。
    1 重慶小豬運輸車技術現狀
    1.1 重慶小豬運輸車冷藏車結構與原理
    目前國內冷藏車采用的制冷方式可分為機械制冷、液氮制冷、干冰制冷及蓄冷板制冷等幾種,本文以目前最為常用的機械式制冷為例進行分析。圖1及圖2分別為某中小型機械式冷藏車的結構示意圖和制冷系統原理圖。該冷藏車采用前置冷凝器的制冷機組布置方式,制冷系統原理為逆卡諾循環,常用制冷劑有R134a、R404A等[2]。
    1.2 車廂內溫度控制方式
    目前,國內外很多專家對冷藏機組的控制系統進行了深入的研究,如模糊控制方法等,但較少的運用到冷藏機組的控制中。目前,國內冷藏機組制造商多根據蒸發箱進風口與出風口的溫度差和蒸發器的進風風溫度控制電子膨脹閥和壓縮機,但該方式控制下的車內溫度波動很大。
    圖3為某種制冷+制熱功能機組溫度控制示意圖,T表示設定溫度,當溫度達到T+Δ時,壓縮機停止工作,當溫度低于T時,壓縮機開始工作。此種控制方式在機組壓縮機啟動和停止工作瞬間,會因風機啟停的延遲或出風口溫的急劇變化而引起廂體內各區域溫差較大,導致車內各點溫度分布不夠均勻,從而影響車廂內存放貨物的品質。
    2 重慶小豬運輸車研究現狀及研究方法
    2.1 影響冷藏車車廂內部熱環境的因素
    (1)冷藏車廂內部設備的影響。冷藏車廂內部主要設備為制冷系統,制冷系統主要通過強制對流換熱將車廂內部的熱量通過蒸發器內制冷劑的蒸發釋放到外部環境中去。制冷系統的工作主要影響到內部環境介質的參數發生變化,同時,蒸發風機的電機運轉也會產生一定的熱量,影響到車廂內部熱環境。
    (2)冷藏車廂內部貨物本身的特性。貨物可以與周圍環境介質發生熱交換,形式包括熱傳導、熱輻射和對流換熱。熱交換的速度與食品的導熱率、形狀、散熱面積、食品和介質之間的溫度差,介質的特性、流動速度有關[3]。
    2.2 國內外的研究方法
    關于冷藏車廂內溫度場的研究,目前大多數通過建立傳熱模型,將車廂內貨物看做是一個整體,對模型進行簡化和邊界條件設定,進行網格劃分,采用固、流體區域整體式求解的通度系數來計算溫度場。
    3 FLUENT三維分析
    3.1 模型的建立
    以一種短距離運輸冷藏車研究為例,細化仿真冷藏車各部件的結構和參數。廂體結構,比如廂體厚度、尺寸規格、保溫材料;廂體內部配置相關部件,如進風口和出風口不同尺寸、位置和開口方向;廂體內貨物的堆放形等。將上述三維幾何模型導入Hyper-Mesh中。用HyperMesh軟件清理CAD幾何,生成流場表面網格,具體過程為:
    (1)針對冷藏艙內不同結構和要求,繪制不同尺寸的網格,對冷氣進風口和出風口網格化時要局部加密。
    (2)鑒于貨物外包裝形狀復雜,并且貨物之間以及貨物與壁面之間間隙很小??紤]到實際計算機的性能,在不影響計算結果的前提下,計算模型細化為:將貨物數量、尺寸、外包裝形狀以及貨物間隙都做相應的簡化,簡化為相同大小的規則立方體,在生成體網格時做成貨物空腔,賦邊界條件。貨物堆碼方式根據實際情況進行排列組合。具體的貨物結構,引入多孔介質模型,利用多孔介質模型參數設定來模擬貨物堆放模型。http://www.chentoo.com/
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