發(fā)布時(shí)間：2019-06-05 23:41

【摘要】：從20世紀(jì)80年代開始,我國冷凍食品行業(yè)發(fā)展迅速,品種和數(shù)量與日俱增。速凍食品在冷卻隧道內(nèi)冷卻時(shí),受風(fēng)速、風(fēng)量影響很大,不合理設(shè)置會(huì)導(dǎo)致速凍食品表面的水分干燥升華、表皮破裂等缺陷。冷卻隧道結(jié)構(gòu)影響流場(chǎng)的均勻性,合理的隧道結(jié)構(gòu)可以降低傳送帶內(nèi)外側(cè)的溫度差,提高冷卻效率,減少能源消耗。開展冷卻隧道數(shù)值模擬可以預(yù)測(cè)食品的冷卻效果,優(yōu)化風(fēng)速、風(fēng)量等工藝條件及風(fēng)機(jī)位置、折流板尺寸等隧道結(jié)構(gòu),為企業(yè)節(jié)省運(yùn)行成本,提高速凍產(chǎn)品質(zhì)量。本文應(yīng)用FLUENT軟件對(duì)一個(gè)速凍裝置的冷卻隧道進(jìn)行數(shù)值模擬,分析冷卻隧道內(nèi)速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)隨送風(fēng)速度的變化規(guī)律,根據(jù)溫差的變化確定最佳的送風(fēng)速度。在這個(gè)較為合理的送風(fēng)速度的條件下,增設(shè)折流板,進(jìn)一步模擬分析冷卻隧道結(jié)構(gòu)對(duì)冷卻效率改善的效果。通過本文的研究發(fā)現(xiàn):(1)當(dāng)送風(fēng)速度由12m/s提高到13m/s、14m/s時(shí),速度場(chǎng)中速度較低的區(qū)域范圍有所減小,速度場(chǎng)的均勻性有所改善;當(dāng)送風(fēng)速度由14m/s提高到15m/s時(shí),速度場(chǎng)的分布沒有明顯變化。(2)當(dāng)送風(fēng)速度由12m/s提高到13m/s、14m/s、15m/s時(shí),溫度場(chǎng)中溫度最大值有所減小,低溫區(qū)域的范圍有所擴(kuò)大,溫度場(chǎng)的均勻性也有所改善。(3)在考慮冷量的充分利用和節(jié)能原則基礎(chǔ)上,綜合對(duì)速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分析可以得出,冷風(fēng)機(jī)送風(fēng)速度為14m/s時(shí)較為合理。(4)在送風(fēng)速度為14m/s的前提下,加設(shè)折流板后速度場(chǎng)中速度較低的區(qū)域范圍有所減小;溫度場(chǎng)中低溫區(qū)域的范圍有所減小,傳送帶上內(nèi)外側(cè)溫差減小。本文研究表明,冷卻隧道送風(fēng)速度以14m/s為佳,加設(shè)折流板可以進(jìn)一步改善氣流流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分布均勻性。
[Abstract]:Since 1980 s, the frozen food industry in China has developed rapidly, and the variety and quantity are increasing day by day. When frozen food is cooled in the cooling tunnel, it is greatly affected by wind speed and air volume. Unreasonable setting will lead to moisture drying, sublimation, skin rupture and other defects on the surface of frozen food. The cooling tunnel structure affects the uniformity of flow field. Reasonable tunnel structure can reduce the temperature difference between the inner and outer sides of the conveyor belt, improve the cooling efficiency and reduce the energy consumption. The numerical simulation of cooling tunnel can predict the cooling effect of food, optimize the technological conditions such as wind speed and air volume, the position of fan, the size of baffle plate and so on, so as to save the operation cost and improve the quality of frozen products. In this paper, FLUENT software is used to simulate the cooling tunnel of a quick freezing device, and the variation of velocity field and temperature field with air supply velocity in cooling tunnel is analyzed, and the optimum air supply speed is determined according to the change of temperature difference. Under the condition of reasonable air supply speed, the baffle plate is added to further simulate and analyze the effect of cooling tunnel structure on the improvement of cooling efficiency. Through the research in this paper, it is found that: (1) when the air supply speed is increased from 12m/s to 13 m / s, the region range of the lower velocity in the velocity field decreases and the uniformity of the velocity field is improved when the air supply speed is increased from 13 m / s to 13 m / s; When the air supply speed increases from 14m/s to 15m/s, the distribution of velocity field does not change obviously. (2) when the air supply speed increases from 12m/s to 13 m, 14 m / s, 15 m / s, the maximum temperature in the temperature field decreases. The range of low temperature region is expanded, and the uniformity of temperature field is also improved. (3) on the basis of considering the principle of full utilization of cooling capacity and energy saving, the comprehensive analysis of velocity field and temperature field can be obtained. When the air supply speed of the chiller is 14m/s, it is more reasonable. (4) under the premise that the air supply speed is 14m/s, the range of the lower velocity in the velocity field is reduced when the baffle is added; The range of temperature field in the low temperature region decreases, and the temperature difference between the upper and outer sides of the conveyor belt decreases. The results show that the air supply speed of cooling tunnel is better than that of 14m/s, and the distribution uniformity of air flow field and temperature field can be further improved by adding baffle plate.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TS205

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本文編號(hào)：2493901