【摘 要】
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近年来,随着我国冷藏行业的快速发展,冷库总量不断增长,冷库的能耗问题突显。冷库门作为冷藏库建筑的一个重要组成部分,在冷库进出货和管理维护期间,由于货物和人员的频繁进出,会有大量室外热风进入库内,带来额外冷负荷,引起冷库内冷藏环境波动,从而影响货物的贮藏品质。因此,确定影响库门热风入侵特性的主要因素,优化冷库建筑设计,降低冷库整体能耗水平就尤为重要。本文以西安市某苹果气调冷藏库为研究对象,建立了冷库
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近年来,随着我国冷藏行业的快速发展,冷库总量不断增长,冷库的能耗问题突显。冷库门作为冷藏库建筑的一个重要组成部分,在冷库进出货和管理维护期间,由于货物和人员的频繁进出,会有大量室外热风进入库内,带来额外冷负荷,引起冷库内冷藏环境波动,从而影响货物的贮藏品质。因此,确定影响库门热风入侵特性的主要因素,优化冷库建筑设计,降低冷库整体能耗水平就尤为重要。本文以西安市某苹果气调冷藏库为研究对象,建立了冷库气体流动与传热的三维非稳态数值计算模型,研究冷库门启闭过程中热风入侵及其对库内货物贮藏环境的影响,阐明库门类型、库内外温差、开门时长及空气幕装置对热风入侵的影响规律。主要工作如下:根据实际冷库建筑结构和相关资料,基于动网格技术模拟冷库门开启与关闭过程,从而研究库门运动过程中的热风入侵这一动边界流体力学问题。通过改变冷库门启闭方式,研究了推拉门冷库与卷帘门冷库的渗风特性。在20s的库门启闭过程中,推拉门冷库和卷帘门冷库的总渗风量分别为20.47m~3、17.12m~3,占到冷库总容积的2.6%和2.2%,卷帘门冷库的总渗风量比推拉门冷库小16.4%。在这两种情况下库内平均温升分别为0.38℃和0.32℃,说明库门高度方向对渗风速率的影响大于库门宽度方向,采用卷帘门的库门形式有利于减少库门渗风。通过改变冷库内外温差,研究环境温度对库门渗风的影响。随着库内外温差升高,在同一高度上库内外热压差增大。在库内外温差为10℃、15℃、20℃三种情况下,库门渗风速率达到稳定时分别为1.03 m~3/s、1.4 m~3/s、1.68 m~3/s。结果表明增大温差会显著提高库门的渗风速率,当温差增大1倍时,由热风入侵引入的开门冷负荷增大2.44倍。通过改变冷库门开启时间,研究冷库内温度场与气调环境的变化情况。在库门启闭时间由20s延长至60s的过程中,冷藏库的平均温升达到1.5℃以上,冷库上部区域温升超过3℃。库内氧气和二氧化碳浓度由3%变为4.78%和2.71%。为了维持库内气调环境,应及时开启制氮机。通过对库内外温差为15℃的推拉门冷库模型加装空气幕装置,研究空气幕装置在库门启闭动态过程中的阻隔作用。在库门开启的0~2s,由于气幕射流还未能到达冷库地面,没有建立起能够隔绝库内外环境的气幕结构,此时库门的渗风速率并未改变。从3s开始,随着空气幕射流到达冷库地面,空气幕的阻隔作用体现出来,空气幕效率从60%逐步增大到73%。相对于无空气幕的库门,加装空气幕后库门的渗风速率由1.4m~3/s降低到0.4m~3/s,在20s的库门启闭过程中,库内平均温升为0.12℃,降低了68.4%。
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