《定稿-157冷藏集装箱环境测试室的气流组织形式比较正文-全文》

冷藏集装箱环境测试室的气流组织形式比较2.苏州工业园区机关事务管理中心王瑾张汉华李含瑛李村南摘要介绍了机械制冷系统的冷藏集装箱试验台在环境室的送回风设”的气流组软件模拟，数“ARI标准。关键词：冷藏集装箱试验台CFO软件数值模拟气流组织l引言随着冷藏货运挝的增加，采用机械制冷系统的冷藏集装箱得到广泛的应用。其中的制冷 机组作为整套设备的部件，其性能的优劣直接影响到冷藏集装箱货运的质址。制 冷机组性能是否合格，要耻专用的测试试验台来检测。本文以为某公司设计的制冷机组试验台项目依据，按照ARI（-coand协会）标准针对机械运输制冷机组transport，、设备安装、测试和调试使用。本试验台以ARI分别对测试系统的环境室和校准箱的结构与设备进行设计和建造，整台ABS有关标准的规定。技术在设计中的应用本次冷藏栠装箱试验台的环境室送回风设计，了使环境室的结构更加简媒装箱进出实验室更加方，拟采用“上送上”的送风气流组织形式 ，取代以往常用的“水平送风”的气流组织形式。由于没有第 一手资料，这方面以往可供参考的资料、数据不多，在试验台尚未试制，无法进行现场实测的情况，对这种形式能否满足设计标准的要 求没有把握。为，采用现代设计理论和方，对房间内部的流速场 、温度场和压力场进行定 、定撼的分析。使用计算流体力学软件在环境室的送回风计，模拟环境室内的温度，引入能记方程，以环境室温度 •c的情况行模拟计算来辅助设计，对千”上送上回 ”的形式与 “水平送风”形式的效果进行论证 。得出结果以说明环埮室内的温度均匀性是否满足设计标准的要求。2.1技术介绍计算流体力(Co技术，最初作为流体力学与应用数学相结合的学，随技术的推广普及与计算方法的进几十年来取得了蓬勃的发展。由于数值模拟相对于实验研究有很独特的优点，成本低 ，周期短，容易获得宪整的数据，能够模拟出实际运行过程中各种所测数据的状态，故而CFO技术得到了越来越多的应用 。4确定校拟方案后首先建网格。使用FLUENT的前处理软件按照图1校准箱的何模型体的大小结构，建立儿何模型。为了建立模型和后划分网格的方便，把校准箱的四个轮子简化成长方形支撑腿。网格的形状为三角形；网格间距 ：40.4;网格数为26615个。2.1"上送上回“模型计算用R.,UENT对膜型作如下的假设：使用三维的静态分离解算器， 设置粘性流动为层流开始试；流动介质＝J.225kg/矿、空气动力粘度=l.7894XW5-kg/m.s,

图1校准箱儿何极型都为常数；

截面为送风口 截而为回风；设罚边界条：图2中的 截面为速度 图2"入口，速度值为入口，速度值为出风温度为方向为轴负方向；2#截而为外流；设觉壁而 热流密度

2上这上同“模型网格为19.8/飞解算器的设定中：取压力、密度 、体积力和动嚣的松弛因子为默认值；压力速

1.., \

Residualscontinutityyx-veloci一y-velocity—z-veloci—energyk度偶合SIMPLE;批方差分格式 eosllon1e-03阶迎风格。力和速度的计算初值都为残差的收敛值：能蜇方程取默认值，其余都为10-;;:先用层流模型计算 500次以k&函数，

1e-041e-051e-061e-07其中中取。 图3残差变化曲线增加的湍流动能、湍流耗散率和湍流粘度的松弛也取默认。动量方、湍流动能方程和湍流耗率方分格式都阶迎风格式。湍流动能和流耗散率的残差收敛值，都5。再 计算 500 次，有收敛的趋势。为了取得更好的数，把动品方程、湍流动能方程和湍...,1.心流耗分格式改格继 续计算，残曲线作收连 心....心Y

＇＂．心向方向速度的差 u,,,ao级收敛：能挝方程的残差数扯级收敛 ，心心气C方程差级收敛wl.907e-06kg/s;整个计算过程的速度3，见图。2型计算为了将“上送上回”和“水平送风”这两种式也进行类似l用实物体解求网格间距0.4;网格数为。如图51号而为水2回用且UENT软件该入于流组织形式

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2图4速度矢阰图2图5"水平送风”模型网格的模拟计算。整个计算过程的速度矢揽图如俗6。计算结果的残差变化曲线为囡7。＄,.......心心,,.,如｀147t心｀,..,,102

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1..011..0121..031.«1.o'l1..oe1..071.oe0 1000 2000 义 叩 如llerations图6度矢图 图7残差化线”和“水平两种送风形式的速度图进行初步的分析”、有较明显的淤涡；“水平送风”形 式速度分布的均性则要好得多。D•D•Hcl•Gu•F为了考查”上送上回＇和“水平送风”形式能否满足设计要求中所规定的温度均匀性，对计算结果进行更详尽的分析。。从速度矢掀图可以对环境室中的气流流动有一个概况的了解，但不能确切知道每一个具体位置的情况。为了描述每一点的气流流动，取环境室中的一些气流的典型点分别编号，见。（图8):取这些点的各个高度分别给出坐标，用数字19表示各个高度其中校准箱位z6翌上的这些点象FU点G点等并不 4在9高度上都有。 21计算流场的分层等速度图 。为了更直观地了“上送上”和“z 平送风”形式的气流分布悄况，对两种形 54式的气流组织进行分层比较。因为该模型 32中气流速度主要表现在X轴方向上。取X 1

A•E •1 eM •Q1环境室23被测机佟18参考点位跤佟l(A)s -X10 15(B)轴的流速，使用等速度分布图进行比较。

2 4 6 8

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12 14 16 18分别取6C、、、Q所平而： 图9"式6m"平而X方向速的等速度分布z 上9、F、J、、R所在平面； xz 上6 (A)左3.5这儿个面进行比较。其等速度分布4 图分别为（图911),其中(A)为“上2B”形式。

卜，-x从这些等速度分布图中 明显看出“上 。 sx65465432。5丿（

10 15送上回”形式的速度分布梯度较“水平送511风”形式要大，而且“上送上回”形式的璇涡情况也比“水平送风”形式严重 ，在图10所示的 3.Sm的高度上，“上送上回”形式甚至产生了气体倒流的 511这对流动和换热是不利的。可见 “水平送 图IO"Y=l.9m"平面X方向流速的等速度分布风”形式的速度分布的均匀性比“上送上回”形式要好。“上送上回”形式校准箱底部 y61:. (A)的风速比较，超过2m/s,顶部风速 4较小。两侧风速由下而上逐渐变小。2校准箱的前部和后部由千有璇涡，速度变化较大。而“水平送风”形式， 。。 5

10 15X除了校准箱后端山千截面积然变 y6 (B)5化造成璇外，其余位贺的速度分布 4都比较均匀，速度值在lrn/s左右。 32速石出“水平送风”的温度均匀性好千 ”上 。 5 10 15X送上回＂。但两者都的温度均匀性指标均能满足ARI标准1110-2001对于校 图11"'b-3.5"平面上X方向流速的等速度分布准测试环境室任意两点间温差不大千1.4°C的要求。4结论本试验台使用“上送上”的气流组织形式取代贯使用的水平风气流组织形式。在试验台成以后，用实测据与拟数据进行了比实际流情况同数值计算的流场分布情况基一可见此类空间中的流动和传热悄况使用CFD软件进行模拟，辅助进工程设是行的，数值模拟和实验的结果都证明“水平送风”的方 式优千 上送上回 ”形式，但是采用ARI标准lllO进行的设计方案中”上送上回 ”形式是可行 的，测试的数据是可信的，温度的偏差也都在标准规定的范围内。参考文献[I) ARIStandard200Standru·dforMechanical李含瑛冷藏集装