小型冷库开关门过程的数值模拟

翟玉玲,钟晓晖,勾昱君,曹树星,周树光

(河北联合大学冶金与能源学院,河北 唐山063009)

0 引 言

冷库作为现代物流的基础设施之一,呈快速发展的趋势。发达国家如日本、美国、芬兰、加拿大等国的制冷行业尤为完善。特别是作为世界上最大速冻食品生产国的日本,其低温库(-20℃)的数量占冷库总数的80%以上[1]。自从20世纪60年代中期我国开始建造第一座冷库起,至今冷库网络遍布全国各地,主要分布在以肉类、水果、蔬菜为主产区的城市。

随着生活水平的提高,人们对冷冻食品的需求量和质量不断提高。但是冷库的冷冻冷藏能力越大,对能源的消耗也越大。在如今以倡导环保节能型为口号的社会中,冷库的节能问题越来越受到关注。但是冷库的设计也存在很多不合理的地方,不合理的设计导致库内气流组织的不平衡,造成能源的浪费[2]～[8]。比如冷库门长时间的开启,增加冷库的能耗。一般具有冰冻保鲜能力的冷库温度都在0℃以下,与室外环境温度差别较大。在开关门过程中,由于室内外冷热空气的热湿、热质交换,将导致冷库大门处易于结霜,难以开启。数值模拟因其具有理论性和实践性的双重特点,为现代科学中许多复杂流动和传热问题提高了一种行之有效的方法,被广泛应用于实践工程中。本论文应用CFD模拟技术分别模拟冷库在开关门各10s、20s、30s三种情况下库门附近的速度场和温度场。

1 物理模型及数学模型的建立

1.1 物理模型

选取唐山市某小型冷库为研究对象,该库的内部尺寸为长×宽×高=4.5m×3.3m×3.0m。……