立式冷藏陈列柜性能分析及结构优化研究

论文摘要

商用陈列柜作为冷链物流的末端设备，兼有食品冷藏和销售的功能，是商场进行食品销售的主要组成设备之一。随着我国经济的繁荣和物流业的快速发展，人民生活水平普遍提高，对冷冻冷藏食品的品质也有了更高的要求。而生话节奏的加快，使得方便、卫生、营养的冷冻冷藏食品越来越受到人们的喜爱，冷藏陈列柜得到广泛的应用。因此设计节能和使用效果好的冷藏陈列柜成为商业和制冷行业共同关心的问题。食品在超市或者便利店待售过程中，要求保持有合适的温度，冷藏陈列柜的结构和风幕流动方向决定其温度分布均匀性，在应用中普遍存在下部温度偏高导致食品变质或存放期缩短等问题。本文以立式冷藏陈列柜为研究对象，建立了柜内外空气流动的数学模型，利用计算流体的CFD软件对其温度场和速度场进行了分析研究；在实验台上对一台立式冷藏陈列柜的温度场进行了测试，分析了影响温度场和速度场的主要因素；测试结果与理论计算基本一致，证明了模拟计算的可靠性。研究发现：立式冷藏陈列柜的温度场、速度场除了与其结构型式有关外，还主要与环境的温度、湿度，以及风幕的风口形状、送风温度、送风速度等因素有关。环境的温度、湿度对冷藏陈列柜的运行效果影响较大，建议冷藏陈列柜的环境以温度25℃，相对湿度60%为最好，而且环境的温度不宜超过27℃，相对湿度不宜大于70%；风幕送风温度和送风速度分别对冷藏陈列柜内的温度、稳定运行有重要作用，送风温度应根据柜内保持的温度设定，送风速度存在一个最佳值，针对所研究的立式冷藏陈列柜，送风速度在1.0～1.1m/s较为合适，因为此时柜内温度较低，温度梯度较小。此外，选择合适的背板出风口的数量与排列方式可以减少冷藏陈列柜纵向的温度梯度。本文研究的结论对立式冷藏陈列柜结构的优化设计和风幕的合理设计，以及节能运行提供一定的参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 陈列柜简介
• 1.2.1 陈列柜的分类
• 1.2.2 我国冷藏陈列柜的主要型式
• 1.2.3 冷藏陈列柜的设计要求
• 1.3 本文研究的主要内容和目标
• 第二章 数学模型的建立及理论分析
• 2.1 立式冷藏陈列柜数学模型的建立
• 2.1.1 雷诺时均模拟
• 2.1.2 k-ε模型
• 2.1.3 立式冷藏陈列柜的理论模型的选择
• 2.1.4 边界条件的处理
• 2.2 立式冷藏陈列柜气流组织模型与分析
• 2.2.1 立式冷藏陈列柜的计算区域
• 2.2.2 计算区域内网格的划分
• 2.2.3 K-ε紊流模型计算与分析
• 2.3 影响立式冷藏陈列柜温度场和速度场的因素
• 2.3.1 外部环境对立式冷藏陈列柜的影响
• 2.3.2 陈列柜的内部参数的影响
• 2.3.3 结霜对陈列柜性能的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 实验装置和实验分析
• 3.1 实验装置
• 3.1.1 立式冷藏陈列柜的参数要求
• 3.1.2 立式冷藏陈列柜的结构参数
• 3.1.3 立式冷藏陈列柜的制冷系统
• 3.2 立式冷藏陈列柜的实验测试与分析
• 3.2.1 测试原理
• 3.2.2 测试内容
• 3.2.3 试验测试数据及结果分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 立式冷藏陈列柜的节能技术应用展望
• 参考文献
• 期间发表论文
• 致谢