纤维织物风管在果蔬冷藏库中应用的优化研究

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冷库在我国虽起步较晚,但发展很快。近年来我国果蔬冷藏库、冷藏车等数量大幅增多,人们对于果蔬的需求量也日益增大,为保证果蔬供应量充足,避免果蔬价格因供应量不足而上涨,降低果蔬在贮藏过程中的腐损率是很有必要的。冷藏库库内的流场分布以及降温速率直接影响着果蔬的贮藏品质。采用合理的送风方式和送风参数可以很大程度的改善冷藏库内的贮藏环境,加快果蔬冷却速度。本文以大连市某贮藏苹果的果蔬冷藏库为研究对象,旨在通过改变冷藏库内的送风方式及送风参数,最大程度的改善冷藏库内贮藏环境,提高果蔬贮藏品质。采用CFD数值模拟研究方法研究不同工况下冷藏库内流场分布及降温情况,主要研究工作如下:纤维织物风管送风因其独特的送风模式可以从根本上解决冷风机直吹带来的不合理现象。分别建立冷风机直吹和冷风机加纤维织物风管送风的冷藏库模型,在相同送风量和相同送风温度的条件下,对比两种送风方式冷藏库内流场分布和降温情况,模拟结果表明:纤维织物风管送风能营造更均匀的贮藏环境和更适宜的贮藏条件,且冷却速度较冷风机直吹更快,更适合在果蔬冷藏库中应用。在选定将纤维织物风管应用于冷藏库送风的基础上,继续优化此种送风方式。纤维织物风管有多种送风模式,包括:喷射渗透式、纯渗透式、纯喷射式和条缝渗透式。适合在冷藏库中应用的是纯渗透式和喷射渗透式。接下来分别对这两种送风模式的纤维织物风管在冷藏库中的应用展开研究。(1)对喷射渗透式纤维织物风管在不同开孔数下和不同开孔孔径下的流场分布及降温情况的研究表明:随着开孔数的减少及开孔孔径的减小,冷藏库内空气区平均速度越大,货物区平均温度越低,货物区温度方差越小,越有利于苹果的贮藏;但在开孔数和开孔孔径减少到一定程度时,库内货垛间平均速度将不符合贮藏要求,极易产生干耗。(2)对纯渗透式纤维织物风管在不同管径下的流场分布及降温情况的研究表明:在满足纤维织物风管入口风速要求和库内货物不产生干耗的情况下,风管管径越小越能有效的抑制苹果的呼吸作用,且能营造更适合苹果贮藏的环境。(3)根据模拟结果,分别选取喷射渗透和纯渗透送风模式下的最佳工况进行对比,对比结果表明:相对于纯渗透送风形式而言,喷射渗透送风空气区平均速度提高了0.2m/s,货物区平均温度降低了0.45℃,货物区温度方差降低了0.15k,冷却速度快了31%。喷射和渗透相结合的送风模式更适用于冷藏库中。本文的研究验证了纤维织物风管送风比冷风机直吹更适用于冷藏库中,也为纤维织物风管在冷藏库中应用的优化设计提供了参考。
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