[发明专利]结合软件的壁面热通量确定方法

说明书

本发明涉及传热领域，具体涉及结合软件的壁面热通量确定方法，本发明运用Workbench软件对冷藏集装箱的运行进行数值模拟，通过数值模拟的结果来确定需要研究的壁面在不同位置及不同运行时刻的热通量大小，可通过对热通量的大小的比较来确定不同壁面的热性能的优劣，对冷藏集装箱的壁面的设计与优化起到了积极的作用。

技术领域

本发明涉及传热领域，具体涉及结合软件的壁面热通量确定方法。

背景技术

在冷链运输中，冷藏集装箱是一种常见的的低温运输设备，可制备不同的低温环境，来保证冷冻冷藏食品以高品质的状态从生产商手中运输至消费者手中。室外的热量会对冷藏集装箱内部的低温环境产生影响，使用隔热性能较强的材料制作冷藏集装箱的壁面，可以有效地减小室外的热量会对冷藏集装箱内部的低温环境产生影响。常规的冷藏集装箱的壁面采用了多层复合材料叠放的形式，可以通过不同材料的传热系数计算出复合壁面的总传热系数，并根据该参数来判断壁面的隔热能力。但对于在同一截面上存在不同材料的壁面，该方法则不适用。真空绝热板是一种隔热性能较强的材料，传热系数为0.002-0.008W/(m·K)，但真空绝热板的尺寸规格较少，难以制作成一些特殊尺寸，因此采用多板拼接的方式，在缝隙处用聚氨酯进行填充。真空绝热板之间的间隙会导致热桥效应，会对隔热能力产生影响，常规的复合壁面的总传热系数的计算方法不适用于该类壁面的隔热性能强弱判断，如果能提出一种可以判断在同一截面上存在不同材料的壁面的隔热性能强弱的方法，对冷藏集装箱的壁面的设计于优化将起到积极的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供结合软件的壁面热通量确定方法，结合Workbench软件，通过数值模拟的方式确定需要研究的壁面在不同位置及不同运行时刻的热通量大小，通过比较热通量的大小确定不同壁面的热性能的优劣。

为了实现上述目的，本发明一个实施方式提供了结合软件的壁面热通量确定方法，包括冷藏集装箱外壳、制冷机组、前侧壁面、真空绝热板及聚氨酯；

所述前侧壁面有两种形式，分别为第一类前侧壁面形式及第二类前侧壁面形式；

所述真空绝热板包括第一真空绝热板、第二真空绝热板、第三真空绝热板、第四真空绝热板、第五真空绝热板、第六真空绝热板、第七真空绝热板、第八真空绝热板、第九真空绝热板、第十真空绝热板、第十一真空绝热板及第十二真空绝热板；

所述聚氨酯包括第一聚氨酯及第二聚氨酯；

第一真空绝热板、第二真空绝热板、第三真空绝热板、第四真空绝热板、第五真空绝热板、第六真空绝热板及第一聚氨酯构成第一类前侧壁面形式；

第七真空绝热板、第八真空绝热板、第九真空绝热板、第十真空绝热板、第十一真空绝热板、第十二真空绝热板及第二聚氨酯构成第二类前侧壁面形式；

结合软件的壁面热通量确定方法的过程如下所述：

1）绘制冷藏集装箱的三维模型，将完成的三维模型输出为X_T文件；

2）在Workbench中导入X_T文件，对冷藏集装箱模型中壁面上因为不同材料重叠而产生的干涉问题进行处理（切除操作），对在后续操作中会遇到的面、体等进行重命名；

3）通过Mesh功能进行模型的网格绘制；

4）在数值模拟的计算界面中，根据模型的运行工况要求，进行方程、材料、边界条件、算法及文件保存形式等的设置，并进行模拟计算；

5）完成计算后，进入CFD-Post，设置截面的位置，并输出每个截面在不同时刻的平均热通量大小；

6）对获得的平均热通量进行整理与分析，外界传递至冷藏集装箱内的热量等于热通量与壁面两侧温差的乘积，由于冷藏集装箱外环境温度与冷藏集装箱内环境温度确定，因此平均热通量越小，外界传入冷藏集装箱内的热量越少，则该壁面的设计的隔热性能更好。

优选地，本发明所使用的数值模拟软件为Workbench，所使用的三维模型绘制软件为SolidWorks。