某冷藏箱内温度场和湿度场的数值模拟

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1、分类号：TB657.4密级：UDC：621.5学校代码：11065硕士学位论文某冷藏箱内温度场和湿度场的数值模拟李成祥指导教师王德昌教授学科专业名称热能工程论文答辩日期2015年6月11日摘要低温冷藏箱越来越受到人们的关注，广泛地应用于家庭生活、医疗卫生、生物、化学、仪器仪表等领域。稳定的储藏温度、适宜的储藏湿度、节能环保是人们对冷藏箱一直以来提出的要求。优化冷藏箱内的气流组织方式，提高冷藏箱内部温度场与流场的分布均匀性，既能满足储藏室温湿度的稳定性要求，又能实现节能的目的，是一种提供冷藏箱产品品质的有效途径和方法。本课题以

2、940L立式间冷式冷藏箱为研究对象，建立了冷藏箱内部空气流动和传热的数学模型，利用计算流体力学仿真软件FLUENT分别模拟了冷藏箱开机15分钟强制对流换热和停机3分钟自然对流换热时冷藏箱内温度场和湿度场的分布情况；并将仿真结果与目前的立式间冷式冷藏箱样机的运行实验结果进行对比，证明了模拟结果的可靠性。根据冷藏箱样机的计算结果以及实验结果，可以看出在压缩机开机，内部风机启动的情况下，冷藏箱内出现某些位置点超出国标规定温度下限的情况；压缩机停机，内部风机停止运行时，冷藏箱内为自然对流换热，冷藏箱内温度沿高度方向从下往上依次升高，

3、上部某些位置超过温度上限，不满足国标规定的该冷藏箱质量要求。为此，提出了不同冷藏箱内气流组织方式以优化温度场和湿度场的优化方案，研究了蒸发器的位置、风道结构、送风口形状以及在冷藏箱内部加装扰流风扇等方式对箱内温度场和湿度场的影响。采用FLUENT软件对不同优化方案进行数值模拟，计算结果证实了，优化方案在改善冷藏箱内部温度场和湿度场分布均匀性具有明显的效果。在压缩机开机期间，内部风机启动的情况下，冷藏箱内各点温度不会超出下限；压缩机停机期间，内部风机同步停止运行情况下，冷藏箱内温度亦不超过温度上限。关键词：冷藏箱；温度场；湿度

4、场；FLUENTIABSTRACTThelowtemperaturerefrigeratorwerepaidmoreandmoreattention,andwidelyusedinfamilylife,medicalandhealth,biology,chemistry,instrumentationandotherfields.Stabletoragetemperature,suitablestoragehumidity,energyconservationandenvironmentalprotectionisthere

5、quirementforrefrigerator.Optimizerefrigeratorairdistributionmodeinordertoimprovethedistributionuniformityoftemperaturefieldandflowfield,itcannotonlymeettherequirementsofthestabilityofstoragetemperatureandhumidity,andcanachievethepurposeofenergysaving,itisaneffectiv

6、ewayandmethodstoprovidetheproductquality.Puttingtheair-cooledandverticalrefrigeratorwhichvolumeis940Lasastudytoestablishthemathematicalmodelofairflow,usingFluentsimulatedthedistributionoftemperaturefieldandhumidityfieldinsidethecabinetwithforceconvectionin15minutes

7、andthenaturalconvectionin3minutes.Thecomputingresultsmatchedwiththeexperimentalresultsindictingthecorrectnessofthecalculatingmodelintroduced.Accordingtothecalculationresultsandtheexperimentalresultsoftherefrigeratorsample,itcanbeseenthetemperatureofsomelocationbeyo

8、ndthestipulatedminimumlimittemperaturebynationalstandardwhilethecompressorandthecirculationfansstarts;Butwhilethecompressorandthecirculationfanss