基于内流场分析的风冷冰箱结构改型设计方法研究.pdf

《基于内流场分析的风冷冰箱结构改型设计方法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于内流场分析的风冷冰箱结构改型设计方法研究ResearchonStructuralRedesignMethodsoftheFrost-freeRefrigeratorBasedontheAnalysisoftheInteriorFlowField作者姓名张敬东学位类型学历硕士学科、专业机械制造及其自动化研究方向机械制造计算机综合自动化导师及职称刘志峰教授2012年4月基于内流场分析的风冷冰箱结构改型设计方法研究摘要风冷冰箱是利用低温气流在冰箱内部发生循环流动引起的强制对流换热实现制冷。风冷冰箱

2、最大的特点是易于实现精确控温，特别适用于大容积冰箱。与传统直冷冰箱不同之处在于内部换热方式，直冷冰箱内部几乎没有空气流动，仅仅依靠布置在冰箱周围壁面上大量的蒸发器盘管实现自然对流换热，换热效率低、内部温差大，而风冷冰箱通过冰箱内的风道系统，把冷风送到箱体内部各个角落，而且可以根据不同保鲜需求提供不同的冷量，这为精确控温提供了可能，同时温度的控制不受冰箱体积的限制。在整个循环过程中风道系统和箱体内部结构特征影响箱体内部的气流循环和内部流场，从而影响箱体内部温度均匀性，因此对风冷冰箱的风道系统和箱体

3、结构特征的研究是风冷冰箱设计的关键所在。论文通过型式实验对某风冷冰箱的温度均匀性进行测试，找出温度均匀性较差原因；采用差压仪对原始风道进口压力进行测量，为应用计算流体力学进行内流场分析提供准确的边界条件；利用计算流体力学模拟冷藏室和冷藏风道的内部流动状况，通过分析内流场得出原始设计方案中存在的由于结构特征设计缺陷导致的流场紊乱、内部存在漩涡、进出口存在回流等不合理因素，并分析紊乱流场对温度场的影响；结合对主流品牌风冷冰箱风道系统的研究和模拟分析，提取风道和箱体结构设计因素，以此为基础对该风冷冰箱

4、进行结构改型设计；并对改型设计后的风道和箱体重新进行内流场分析，模拟结果表明：改型设计后风道完全消除了进出口回流和风道内部涡流现象，进口流量从原始设计的9.85g/s提高至16.32g/s，在此基础之上试制了样机，并进行了型式温度检测试验，实验结果表明：冷藏室内部温差由7.11℃降低至3.8℃，显著提升了冰箱的温度均匀性。通过对上述方法的研究和分析，设计出风冷冰箱风道系统设计方法平台，该平台适用于所有该类型的风冷冰箱设计。关键词：风冷冰箱,温度均匀性,型式实验,计算流体力学,内流场分析，结构设计

5、因素，改型设计ResearchonStructuralRedesignMethodsofTheFrost-freeRefrigeratorBasedonTheAnalysisofTheInteriorFlowFieldABSTRACTTherelativecolderairflowcirculateintherefrigeratorisusedtolowthetemperatureinfrost-freerefrigeratorthroughforcedconvection.Thecoremer

6、itforthefrost-freerefrigeratoristocontroltheinternaltemperatureprecisely,soit’sveryusefulforthelargervolumerefrigerator.Theverydifferencebetweendirectcoolingrefrigeratorandair-coolingrefrigeratoristhattheairintheformeroneisalmostmotionless,naturalcon

7、vectionistheonlywaytolowthetemperatureinit,whichisachievedthroughevaporatingpipeslocatedonthewall,thenledtoafairlylowheattransferefficiencyandadeterioratedtemperatureuniformity.Therelativecoolerairisdistributedtoeverycornerinsidetherefrigeratorthroug

8、hit’sairductsysteminair-coolingrefrigerator,themountofairalsocanbeadjustedtosatisfyvariousdemandforcoolingthestuff,sothepossibilitytocontrolthetemperaturecanberealizedprecisely.Thepatternofcirculatingairandinternalairflowfieldareaffectedbythestructur