基于CFD的冷链运输车辆车厢微环境动态模拟研究

被引量 : 6次 | 上传用户:sven1989
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在食用农产品冷链物流中,车厢内部空气流动类型,货物去堆栈方式,制冷风机速度等直接影响到车厢内部以及货物区的平均温度分布情况,温度过高或过低都会对运输产品产生损害,过高会增大食品呼吸作用、加快微生物繁殖等危害现象,过低会对食品产生直接的冷害,因此,温度场的均匀分布成为保障货物质量、货架期以及整体运输经济效益的关键。然而,在满足冷藏运输食品所需低温环境的同时,减少不必要的能量消耗,降低整体运输成本,既是现今供应商所追求的目标,也对节能减排起到重要作用。计算流体力学是通过求解偏微分方程组,从定性和定量上分析流动过程中的耦合输运现象(气流、热量和质量传递)。随着计算流体力学数值模拟技术的不断成熟,精确性和可靠性的不断提高,近年来在食用农产品冷链物流中得到广泛的应用,对提高冷藏类食用农产品运输所需低温环境的温度均匀性、确定货物堆栈方式、合理控制制冷时间,以及对提高整体冷链物流经济效益都具有重要意义。本文主要的研究内容分为以下3部分:(1)以目前短距离运输车为研究对象,利用计算流体力学(computational fluiddynamics,CFD)三维非稳态SST-湍流模型和FLUENT流体模拟软件,以土豆为试验货物区冷藏运输食品,模拟不同货物堆栈方式、不同制冷风机速度下车厢内部微环境温度场分布情况,在特定边界条件下,交替改变出风口风速和货物堆栈方式,通过对比分析,确定最佳出风口风速和货物堆栈方式,。结果表明当风速为5m/s,堆栈方式为中间及两侧留空时冷藏车厢体内温度场分布均匀性最佳。经试验验证,模拟结果与实测结果基本吻合,温度平均绝对误差不高于1℃。(2)在合理控制货物堆栈方式、制冷风机速度的同时,维持货物所需低温环境的前提下,通过减少不必要的冷却时间,可直接减少冷藏车不必要的能量消耗。该文依据冷藏车制冷机组功率和货物最佳冷藏温度范围,模拟2种不同制冷温度(0和3℃),不同冷却时间车厢内的温度场分布情况。结果表明在组合方式为制冷温度3℃,制冷时间和关闭制冷风机阶段都为10min时比制冷温度为0℃,制冷时间15min和关闭制冷风机为20min时要节约3.6×105J能耗。(3)为充分利用模拟结果数据,使得对车厢内部点位置温度进行查询,快速了解内部温度场分布情况以及直观的得到某点位置温度值,以致开发车厢微环境立体监测系统成为必要。通过SQLserver2000管理和存储数据,以Microsoft VisualStudio2005+MATLAB R2009a为开发工具,在Windows环境下开发、编译和调试,开发基于CFD的车厢微环境立体监测系统,将模拟结果直观的展示给用户,使得用户可以方便、快捷的对结果进行查询、分析、验证。本系统以生成图表的形式对模拟结果进行分析和对比验证,存储用户提交的操作过程中所遇到的突发性错误,以便改进、提高、完善系统稳定性。本文以目前主流短距离冷藏车为研究对象,模拟车厢内部微环境温度场的变化以及分布情况,确定有利于减少货物区内部温差的堆栈方式和有利于车厢内部温度均匀分布的制风机速度,并结合冷藏车制冷机组功率和货物最佳冷藏温度范围,提出更有利于减少不必要能耗的制冷温度和制冷时间节能方式组合,试验结果与测试值基本吻合,体现了试验过程的合理性和试验结果的准确性。结合模拟结果数据,开发车厢微环境立体监测系统,使更直观、快捷的对车厢内部温度查询和分析。本文揭示了不同边界条件下以及不同制冷时间下车厢内部的温度场空间分布情况,并对未来CFD应用在冷链物流上的发展趋势进行了展望,该研究为降低冷藏运输车厢内部温差,减少能量浪费,降低运输成本,以及为实现车厢内部温度自动化、智能化控制提供了可靠的理论支持和参考,以期最终实现农产品冷链物流节能、环保、智能、降耗高效发展。
其他文献
<正>随着两孩时代的落地,儿童用品行业随即也是热火朝天的翻腾着,这股热浪同样搅动户外儿童产业。同时,青少年群体对户外运动的喜好慢慢增加,儿童户外产业机遇显现。业界分析
对国际能值分析理论现行能值评价指标体系作了归并简化,提出了评价系统可持续发展能力的新的能值指标(EISD);并将其应用于珠江三角洲基塘农业生态工程建设中,对3种基塘农业生
泰国的政治现代化发生在19世纪末至20世纪初,其初期分为两个阶段:第一轮变革发生于1851-1932年之间,称为却克里改革,是由蒙固王、朱拉隆功王和瓦栖拉兀王祖孙三代国王发起的
目的观察间苯三酚治疗产后宫缩痛的疗效。方法选取足月产妇103例,随机分观察组(n=52)和对照组(n=51),观察组宫缩痛时给予间苯三酚40 mg肌注,对照组宫缩痛时予去痛片2片口服。
保险企业文化体现保险公司的核心价值观念,规定了员工的基本思维模式和行为准则;并通过软实力的作用方式对企业产生引导力、约束力、凝聚力、辐射力和激励力,促进保险企业的发展
肺癌是世界范围内发病率和病死率最高的恶性肿瘤之一。据统计数据显示,美国2013年恶性肿瘤发病率中肺癌位居第二位,而死亡率位居第一位。而在我国,肺癌的发病率和死亡率均位居第
目的了解辽宁省沈阳市中小学生龋齿患病状况,为教育和卫生行政部门防龋工作提供科学指导。方法采用2005年沈阳市中小学生体质健康监测资料,对6500名中小学生龋齿的患病情况进
目的:探究非小细胞肺癌的癌肿大小和外侵范围(T分期)、原发部位、中央型/周围型、组织病理学类型及癌胚抗原(CEA)与胸内淋巴结转移关系,分析胸内淋巴结转移基本规律及分布特点;为非
本文主要通过分析能耗在线监测系统项目可行性研究,了解能源监测管理,利用企业应用集成技术、实时数据库技术和实时数据分析与预测技术,为企业提供实时在线能源消耗平衡信息和调
当下,我国的经济正在蓬勃发展,综合国力显著增强,社会处在重要的转型期,居民在生活方式和价值观念等方面也发生了全面而深刻的革命性变化,从追求生存温饱转向全面发展。但与此同时,我国基本公共文化服务领域的矛盾也在不断显现出来。居民越来越要求政府提供优质高效的基本公共文化服务,对于实现自己基本公共文化权益的需求也不断增加。因此,如何在保证公平和效率的前提下充足而又均衡地提供基本公共文化服务,更好地满足广大