[发明专利]高架冷库气流组织CFD优化方法

权利要求书

1.一种高架冷库气流组织CFD优化方法，其特征在于，按以下步骤执行：

S1：获取高架冷库结构数据，包括高架冷库的实际规模尺寸、货架及货物的实际摆放方式，根据数据计算高架冷库内的冷负荷，初步确定冷风机的型号，确定纤维织物风管的长度、布置高度、布置形式；

S2：运用ANSYS ICEM软件对高架冷库整体进行三维建模和网格划分，在设置边界条件后，仿真计算气流组织在高架冷库内的情况，获取温度场、速度场，并用经验公式进行模型的验证，提高仿真模拟的准确性；

S3：改变初步设定的送风温度，运用非稳态数值模拟的方法，根据仿真结果对非稳态下速度场、温度场进行对比分析，获取送风温度与库内温度场、速度场之间的变化关系，确定最佳的送风温度；

S4：改变初步设定的纤维织物风管的喷射渗透比，运用稳态数值模拟的方法，根据仿真结果对库内温度场、速度场进行对分析，获取纤维织物风管的喷射比与库内温度场、速度场之间的变化关系，对比分析库内温度场、速度场的均匀性以及气流组织的评价指标，确定最佳的纤维织物风管的喷射渗透比。

2.根据权利要求1所述的高架冷库气流组织CFD优化方法，其特征在于：所述的步骤S2中：

建立高架冷库-货物-纤维织物风管之间的三维模型，根据边界条件的设定组建part，采用非结构化网格进行模型的网格划分，检查网格质量；导入到Fluent里进行数值计算；

湍流模型使用标准k-ε模型，材料设置中，货物设为多孔介质模型，根据货物区密度和实际货物的密度来确定孔隙率，通过不同的孔隙率来模拟库内货物的堆垛量；

边界条件：将纤维织物风管的入口作为速度入口，根据所研究的实际冷库在设计工况下的参数，取纤维织物风管的渗透风量、小孔喷射风量以及末端射流喷孔的风量之比为1：7：2，在管道侧面三点、六点、九点钟方向开设孔径20mm的喷孔，每根风管上有6排开孔，每两排在一个方向，每排开孔个数为2480个，计算纤维风管小孔喷射的送风速度时将小孔简化为等面积的条缝，小孔的喷射速度等效为条缝风口的速度；纤维织物风管的渗透风速为25mm/s，条缝风速为0.64m/s，尾部射流喷口风速为1.67m/s；送风温度为253K；出口选择outflow，运行Fluent软件计算并获得收敛结果后，分析此条件下库内温度场、速度场的情况；

利用射流轴心速度和轴心温度无因次衰减规律得出的经验公式，对比计算结果和数值模拟结果进行了模型的正确性验证，其中，速度衰减公式为公式(1)，温度衰减公式为公式(2)：

式中，v_m为射流轴心速度，v₀为送风温度，F₀为风口面积，ΔT₀为送风温差，T_e为室内空气温度，x为射流中心线上任意点离风口的水平距离，ΔT_m为射流轴心温度，ΔT_c为送风管温度。

3.根据权利要求2所述的高架冷库气流组织CFD优化方法，其特征在于：改变纤维织物风管的喷射渗透比，运用非稳态数值模拟，改变送风温度为252K、253K、254K对库内气流组织进行了降温20h的非稳态数值模拟，对比温度场、速度场。

4.根据权利要求1所述的高架冷库气流组织CFD优化方法，其特征在于：所述步骤S4中，气流组织的评价指标为余热排除效率E，其具体计算方式为公式(3)：

式中，t_e为回风口温度，t₀为送风温度，t_n为货物区的平均温度；

不同的送风组织形式，即使产生相同的热湿环境，消耗的能源与存在差异，E越高，库内气流组织越均匀。