冷藏箱漏热分析及模拟文献综述

 2022-11-13 14:15:16

文 献 综 述

1、研究背景

随着人民生活水平的提高,人们对冷藏食品的要求也越来越大,冷藏运输也逐渐成为人们关注的焦点。冷藏集装箱属运输制冷装置,是“冷藏链”重要的一环,是最灵活和最有发展前途的运输工具,冷藏集装箱运输已发展成为国际贸易中一项新型的重要冷藏运输方式,也将是21世纪重要的冷藏运输工具。加快研制、开发和生产冷藏集装箱具有重要的意义,其技术可行,经济效益巨大。

目前冷藏集装箱仍然面临着一些问题,比如箱体内部温度场不均匀,某些部位温度超标,影响了物品的保存;外界环境通过壁面和门封向箱体内部的漏热导致冷藏箱耗能的增加等问题,严重影响着冷藏箱的发展。其中漏热是一个不可忽略的影响,当冷藏集装箱箱体内外有温差或压差时,会通过孔、洞和缝隙等密封不严密处漏热。漏热量的大小和外界气候条件等有关。如何设计优化冷藏集装箱的漏热率也将成为一个研究热点。冷藏集装箱生产商普遍参考执行的标准主要有三个,一个是“关于易腐食品国际运输及其运输专用设备的协定” (ATP)[1],另一个是国际标准(IS01496—2:1996)及国家标准(GB7392—98)。这些标准规定了公路、铁路、水路运输以及联运用的ISO系列保温集装箱的技术要求和实验方法。其中的各项规定即构成了冷藏集装箱热工性能实验的依据。其中对漏热率的规定为20~25W/K[2]。

2、冷藏箱漏热率的研究现状

冷藏箱内温度场和湿度场的实际分布涉及到许多的方面,理论上讲,在分析中,需要考虑到冷藏箱的三维结构,以及冷藏箱内空气的非稳态流动,各内壁面之间的辐射作用,蒸发器的蓄冷、门缝的漏热以及放置物品的影响等等,所建立的数学模型只有在充分考虑了这些因素,才能够较为真实地模拟计算出冷藏室内的温度场和湿度场的分布情况,这样才能为冷藏室结构优化提供准确的依据[3]。箱体与外界环境之间的传热、在冷藏集装箱装货和卸货时频繁地开关箱门,以及在箱门与其他壁面之间存在缝隙等,这些原因降低了箱体的绝热性和密封性,导致冷藏箱的漏热,这些均会引起冷藏集装箱的能耗。

2、1 漏热率的测量

冷藏箱最核心的性能指标为隔热率,隔热率以整箱漏热指标为评判指标[4]。国内对于冷藏箱漏热率的计算方法还是依据冷藏集装箱热工性能实验方法中的漏热实验,是适用于国际标准的各种冷藏集装箱的性能实验。漏热实验可采用冷源法和热源法,它们均是一种平衡替代法[5]。

冷源法是在箱内设置冷源,使箱内处于低温,箱外则为高温,模拟冷箱漏热的实际情况。因此,冷源法实验最能真实反映冷箱的漏热情况,但是,在实际应用中很难找到一个可以稳定、连续,并且可以计量的冷源,因此只能使用热源法来取代。

热源法就是在箱内设置一个电加热器,在电加热器加热时箱内温度将比箱外高,因此,热量是从箱内向箱外流的(正好同冷源法相反)。根据电热能量守恒的原理,所有的电能将全部转变为热能,由于电能很容易测量,因此,就很容易提供一个稳定、连续、并且可以计量热量的能源,因此热源法就得到了普遍的应用。

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