微型保鲜库气体流场的数值模拟与试验研究

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1、南京农业大学硕士学位论文微型保鲜库气体流场的数值模拟与试验研究姓名：杨磊申请学位级别：硕士专业：农业生物环境与能源工程指导教师：汪小旵20080601摘要微型保鲜库气体流场的数值模拟与试验研究捅芰果蔬的低温贮藏保鲜是被广泛采用的果蔬贮藏保鲜方法。户用型微型保鲜库由于价格较低、操作简单等优点，与我国农村的经济技术水平相适应。因此大力发展微型保鲜库对提高我国果蔬采后处理水平及提高农民收入有重要作用。果蔬的贮藏品质除与本身性质有关外，还受保鲜库内气体流场的影响。保鲜库内合理的气体流场对库内果蔬的降温速率和贮藏质量有重要作用。本文

2、以微型保鲜库为研究对象，对保鲜库内的气体流场进行了模拟与研究分析，主要研究内容包括：(1)建立微型保鲜库的湍流数值计算模型，利用计算流体力学(CFD)软件FLUENT，采甩誓一占湍流模型结合适宜的边界条件，对保鲜库预冷降温过程及保鲜冷藏过程进行数值计算。，．(2)对预冷降温过程温度场的模拟结果进行了试验验证，同时也对贮藏过程的温度场和速度场进行了试验验证。(3)利用数值模拟得到的保鲜库库内流场的分布特性，对流场中不同位置处的梨果实在贮藏期间的失水率进行了测试与对比。通过以上研究得出如下结论：(1)对保鲜库预冷降温过程的模拟

3、计算表明，库内降温过程的速度场变化不大，存在一个中心大回流区，温度场有明显的变化且中心区温度高、贴壁处温度低。试验分析表明，模拟温度与实测温度的变化趋势一致，最大误差为3％，二者具有较好的线}生拟合度，其拟合曲线的R2=0．6041，SE=3．0274。(2)对保鲜库贮藏过程的模拟计算表明，以冷风机中心轴平面为对称平面的两侧空气流场呈现出两个对称的回流区，流场具有贴附壁面流动的特点且在拐角处速度值较小，温度场呈现出均匀化趋势。试验分析表明，模拟温度值与实测温度值的最大误差为2．57％，模拟速度值与实测速度值在一个数量级范围

4、内，最大误差为28．5％。(3)贮藏保鲜过程库尔勒梨的失水试验表明，在同一层流场中的失水率变化不大，在冷风直射区域样品的平均失水率1．62％，大于非直射区域样品的平均失水率1．28％。关键词：微型保鲜库；流场特性；数值模拟；失水率；梨ABSTRACTNUMER【CALSIⅫⅡ。ATIONANDEXPEREM哐_NTS0FAIRFLOWINMDⅡCOOLSTORELowtemperaturestorageforfruitandvegetableisusedwidelyintheworld．Minicoolstoresares

5、uitableforruralf'mancialandtechnologyconditioninChinabecauseofcheapandsimplyoperation．Thedevelopmentofminicoolstorewillimproveitspost．harvesttreatmentandfarmersincome．Storagequalityoffruitandvegetableisnotonlyrelatedtoitscharacters，butalsotoairflowincoolstore．Itis

6、importantforcoolingrateandqualityoffoodstuffsinthecoolstorewiththeuniformflowoftemperatureandvelocityfield．Inthispaper,numericalsimulationofairflowinaminitypecoolstorewascalculatedandresearched．Themaincontentsofthispaperincludefollows：(1)Aphysicalandturbulencemath

7、ematicsmodelofamini-typecoolstoreWasestablishedandsimulatedusingComputationalFluidDynamics(CFD)softwareFLUENTwithstandard／g"一smodelandappropriateboundaryconditionduringchillingprocessandcoolingstorageprocess．(2)Inordertoverifythesimulationresultsduringchillingproc

8、essandstoringprocess，theexperimentsbycomparingthesimulationswerecarriedout．(3)Moisturelossofsamplesduringthestorageprocesshasbeenmeasuredandcomparedbase