-60℃低温速冻柜内流场及温度场模拟分析与实验研究

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1、硕士学位论文。低温速冻柜内流场及温度场模拟分析与实验研究牛新朝哈尔滨商业大学年月学校代码：学号：学位洽丈°低温速冻柜内流场及温度场模拟分析与实验研究牛新朝指导教师姓名季阿敏教授哈尔滨商业大学申请学位级别硕士学科专业：制冷及低温工程论文提交日期年月论文答辩日期：年月授予学位单位哈尔滨商业大学授予学位日期：年月日UniversityCode：：°哈尔滨商业大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用己在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已经注明引用的内容外，本论文

2、不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文文责自负。学位论文作者签名签字日期：厂年月％日哈尔滨商业大学硕士学位论文版权使用授权书本论文系作者本人在哈尔滨商业大学攻读硕士学位期间，在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨商业大学所有，本论文的研宄内容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨商业大学关于保留、使用学位论文的规定，同意学校保留、送交本论文的复印件，允许本论文被查阅和借阅；学校可以公布本论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、

3、汇编本学位论文。保密口，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密口。学位论文鮮齡：签字日期：年月如曰导师签名：签字日期：年月—曰摘要摘要随着冷链物流业的不断发展，目前市场上对冰点为°的蓄冷板需求量越来越大，这种蓄冷板在食品流通周转中既可以用来保存某些冷藏温度要求较低的食品，又可以使食品保持较长时间的低温，延长其保质期。本课题研发了型°低温速冻柜，用来快速冻结°蓄冷板，以满足冷链物流行业快速发展的需求。论述了低温速冻柜体的设计原则和设计方法，对整个制冷系统装置的主要部件以及辅助部件进行了热力计算、型号配置和总体设计。建立了立式低温速冻柜的物理模型

4、，利用对柜体内流场和温度场进行了模拟求解。同时，还建立了单块蓄冷板降温模型，利用编制求解程序对模型的冻结时间和温度变化进行了数值求解，同时还运用对蓄冷板冻结过程中内部温度场的分布以及冰层推进速度进行了模拟求解。对试验样机型立式低温速冻柜的性能进行了实验测试，主要实验测试工作有：测量样机柜内的出、回风口温度和风速等值为模拟计算提供边界条件；测量了空负荷条件下柜内设定测点的温度以及风速等参数，找出柜内换热性能不利点并对柜体的温度场和流场进行了优化调整，使柜内温度场及流场尽量均匀分布，而后测量满负荷条件下柜内温度场以及流场的分布是否满足要求；通过调整出风

5、口风速、蓄冷板摆放方式，研究了不同送风速度和不同蓄冷板摆放方式对冻结蓄冷板的耗时和耗电量的影响。通过与相关低温速冻柜横向对比分析，论述了研发°低温速冻柜的必要性。通过数值模拟与实验结果对比，验证了所建模型的正确性。模拟结果与实验数据的误差为：空负荷条件下柜内测点温度值的最大误差为〗，速度值的最大误差为；实负荷条件下柜内测点温度值的最大误差为速度值的最大误差为。另一方面，从对单块蓄冷板冻结模型的计算值与实验值的对比分析得出：数值计算的冻结时■间结果为实验的结果为两者之间的误差为从哈尔滨商业大学硕士学位论文蓄冷板冻结过程中的表面温度变化上看，在整个降温

6、过程中实验值和计算值之间的最大误差为。最后，通过正交试验法对所得的实验数据进行了分析和评价。确认型低温速冻柜内的送风风速为，同层蓄冷板间竖直整齐摆放、上下两层间整齐叠放的方式进行摆放是比较合理的设计方案。在该条件下，完全冻结°的蓄冷板用时耗电量。关键词低温速冻柜；蓄冷板；性能；数值模拟；冻结时间；耗电量AbstractAbstractWiththecontinuousdevelopmentofcoldchainlogistics，°，°°哈尔滨商业大学硕士学位论文，。，，。目录目录摘要赚弓丨言国内外低温装置及技术研宄的发展近况课题主要研宄方法课题主

7、要研究内容低温速冻柜制冷雜及柜体设计柜体设计要求及原则柜体设计内容柜体设计要求及原则低温速冻柜外形尺寸柜体保温层厚度的设计保温层材料的选择保温层厚度的确定低温速冻柜热负荷计算低温速冻柜制冷设备选型高低温压缩机的选型计算换热设备及辅助设备的选型本章小结速冻柜模型建立与柜内流场温度场模拟分析低温速冻装置几何物理模型的建立基本流动与换热模型的建立与分析基本假设流动与换热的基本方程物理模型网格的划分柜内送回风口设置模拟优化柜内温度场及流场模拟柜内温度场分布图柜内流场分布图蓄冷板降温模型的建立本章小结低温速冻柜传热性能的实验研究4.1实验目的及研宄的对象实验

8、装置及测试方法实验装置测量系统实验测量测量步骤柜内风速的测定柜内温度的测定耗电量的测定实验内容柜内温度场及流场优化实验空负