基于內(nèi)流場(chǎng)分析的風(fēng)冷冰箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

方旭紅+謝玉兵

【摘 要】風(fēng)冷冰箱，在現(xiàn)階段的社會(huì)生產(chǎn)、生活過(guò)程中占據(jù)著十分重要的地位，能夠有效便利人們的生活。風(fēng)冷冰箱主要承擔(dān)制冷保鮮的任務(wù)，針對(duì)其本身的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行全面細(xì)致地分析，全面研究其運(yùn)行原理，能夠?yàn)槌浞职l(fā)揮風(fēng)冷冰箱的作用提供良好的前提條件?；趦?nèi)流場(chǎng)分析的風(fēng)冷冰箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，從實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合Fluent軟件，全面分析和尋找到風(fēng)冷冰箱中需要改進(jìn)的地方。論文主要從Fluent的分析計(jì)算工作入手，針對(duì)基于內(nèi)流場(chǎng)分析的風(fēng)冷冰箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)情況進(jìn)行全面細(xì)致地分析和研究。

【Abstract】Air-cooled refrigerators， occupies a very important position in social production and people′s living process at this stage， can effectively facilitate people's lives. Air-cooled refrigerator is mainly responsible for the refrigeration and refreshment tasks， for comprehensive and detailed analysis of the structure of its own， a comprehensive study of its operation principle， can provide good conditions to give full play to the role of air-cooled refrigerator. Based on the analysis of internal flow field， the structure optimization design of air cooled refrigerator is carried out. From the actual situation， combined with the Fluent software， a comprehensive analysis and search of the need to improve the air-cooled refrigerator. In this paper， from the analysis and calculation of Fluent， the optimum design of air-cooled refrigerator based on internal flow field analysis is analyzed comprehensively and carefully.

【關(guān)鍵詞】?jī)?nèi)流場(chǎng)分析；風(fēng)冷冰箱；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

【Keywords】internal flow field analysis； air cooled refrigerator； structural optimization

【中圖分類號(hào)】TM925.21 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）09-0139-02

1 引言

在風(fēng)冷冰箱中，能夠有效發(fā)揮制冷保險(xiǎn)作用的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)較多，其中的制冷保鮮功能能夠起到良好效果的關(guān)鍵在于儲(chǔ)藏室內(nèi)的氣流循環(huán)和箱內(nèi)溫差。從內(nèi)流場(chǎng)分析情況入手，針對(duì)風(fēng)冷冰箱結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行全面有效的優(yōu)化和改進(jìn)，這為充分發(fā)揮風(fēng)冷冰箱的優(yōu)勢(shì)和作用提供了良好的前提條件。

2 Fluent的分析計(jì)算工作

針對(duì)風(fēng)冷冰箱進(jìn)行全面分析，構(gòu)建物理模型的過(guò)程中，需要從具體的風(fēng)冷冰箱實(shí)際情況出發(fā)，比如說(shuō)某風(fēng)冷冰箱除卻相應(yīng)的外殼、隔板等部分，本身的體積并不是很大，大約是0.3m3，同時(shí)針對(duì)其風(fēng)道結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面觀察，能夠發(fā)現(xiàn)其表現(xiàn)為對(duì)稱式的結(jié)構(gòu)形式。

2.1 合理構(gòu)建風(fēng)冷冰箱的物理模型

從風(fēng)冷冰箱的常見情況出發(fā)，積極構(gòu)建起相應(yīng)的物理模型，針對(duì)其進(jìn)行全面細(xì)致地分析和研究。風(fēng)冷冰箱在實(shí)際工作的過(guò)程中，能夠表現(xiàn)出較為有效的效果，通常情況下，制冷機(jī)本身產(chǎn)生的冷風(fēng)都是從冷藏風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入的，這其中需要通過(guò)箱體，在此基礎(chǔ)上進(jìn)入到風(fēng)冷冰箱下部的回風(fēng)口，一般這種情況下，冷藏風(fēng)道本身的出風(fēng)口將會(huì)和冷藏室本身的進(jìn)風(fēng)口保持著良好的對(duì)應(yīng)性[1]。

2.2 積極開展仿真計(jì)算分析工作

積極采用Fluent軟件，開展風(fēng)冷冰箱的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建工作，需要從物理模型的實(shí)際情況出發(fā)，全面開展風(fēng)冷冰箱的數(shù)據(jù)整合分析工作，同時(shí)還要能夠從風(fēng)冷冰箱的具體數(shù)據(jù)情況出發(fā)，全面分析和計(jì)算內(nèi)流場(chǎng)情況。針對(duì)風(fēng)冷冰箱本身內(nèi)流場(chǎng)仿真情況進(jìn)行分析，從冷風(fēng)的流量分析、流線分析以及流速分析方面入手，得到以下方面的相關(guān)數(shù)據(jù)信息（表1）。

在Fluent軟件的分析計(jì)算之下，風(fēng)冷冰箱本身內(nèi)流場(chǎng)的結(jié)果如上表所示，對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能發(fā)現(xiàn)其本身呈現(xiàn)出中間密集和周圍稀疏的分布狀態(tài)，風(fēng)道流線在變得逐漸密集的過(guò)程中，是由上到下進(jìn)行的，這樣就能夠推斷出一定的結(jié)論，風(fēng)冷冰箱自身的上部制冷效果，沒(méi)有下部制冷效果那么明顯，需要針對(duì)其進(jìn)行有效強(qiáng)化，同時(shí)該風(fēng)冷冰箱自身中間的溫度比其四周的溫度低。

3 基于內(nèi)流場(chǎng)分析的風(fēng)冷冰箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

風(fēng)冷冰箱在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，有些并不能夠有效適應(yīng)現(xiàn)實(shí)情況，出現(xiàn)一些或多或少的問(wèn)題，影響到了食物的保鮮和冷藏效果，針對(duì)這種情況，需要積極開展相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作，這其中需要針對(duì)風(fēng)冷冰箱自身結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)和不足進(jìn)行全面分析，為尋找到有效的解決方案提供良好的前提條件。從上述Fluent軟件的分析和計(jì)算結(jié)果來(lái)看，內(nèi)流場(chǎng)方面存在著一定的問(wèn)題，需要積極開展相應(yīng)的改型和優(yōu)化工作，以充分提升風(fēng)冷冰箱的結(jié)構(gòu)效果。

3.1 積極開展風(fēng)冷冰箱的結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作endprint

針對(duì)風(fēng)冷冰箱進(jìn)行全面有效的改進(jìn)和優(yōu)化，充分提升其本身的結(jié)構(gòu)應(yīng)用效果，需要從內(nèi)流場(chǎng)的實(shí)際情況出發(fā)。在上述觀察和研究過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)本文所列舉的風(fēng)冷冰箱，在實(shí)際開展改型和優(yōu)化工作的過(guò)程中，需要將重點(diǎn)放置在風(fēng)道結(jié)構(gòu)方面。在進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作中，涉及較多的方面。首先，需要從風(fēng)冷冰箱內(nèi)部的氣流走向情況出發(fā)，積極開展相應(yīng)的調(diào)整工作，這一環(huán)節(jié)實(shí)施的主要目的在于不斷降低風(fēng)冷冰箱內(nèi)部局部阻力損失情況，同時(shí)減少風(fēng)冷冰箱沿程的壓力損失[2]。其次，風(fēng)冷冰箱內(nèi)部中風(fēng)道仿真流線存在著分布不夠均勻的問(wèn)題，針對(duì)這種情況，需要積極開展相應(yīng)的應(yīng)對(duì)工作，這就需要從風(fēng)道改型方面出發(fā)，同時(shí)還需要針對(duì)風(fēng)口方面進(jìn)行有效處理。在實(shí)際改型工作進(jìn)行當(dāng)中，不僅需要不斷提升風(fēng)口本身的面積，同時(shí)還需要促進(jìn)風(fēng)冷冰箱的制冷工作能夠?qū)崿F(xiàn)良好的均衡性，使得風(fēng)冷冰箱的整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)能夠得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。再者，在實(shí)際開展風(fēng)冷冰箱出風(fēng)口改型和優(yōu)化工作的過(guò)程中，需要針對(duì)出風(fēng)口的各方面情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和控制，比如出風(fēng)的位置、方式和面積等方面，結(jié)合實(shí)際的冰箱運(yùn)行狀況，最大限度地增強(qiáng)風(fēng)冷冰箱內(nèi)流場(chǎng)的均勻性效果，同時(shí)還需要使得其內(nèi)部的整體溫度保持一定的穩(wěn)定性。最后，還需要注意到，進(jìn)行風(fēng)冷冰箱自身的風(fēng)口、風(fēng)道方面改型設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中，需要充分重視風(fēng)冷冰箱自身的綜合情況和系統(tǒng)性效果。

3.2 改型工作全面提升風(fēng)道結(jié)構(gòu)之中的內(nèi)流場(chǎng)運(yùn)行效果

在開展風(fēng)冷冰箱改型和優(yōu)化工作的過(guò)程中，風(fēng)道結(jié)構(gòu)是其中十分重要的部分，全面提升內(nèi)流場(chǎng)運(yùn)行效果，是重要目標(biāo)之一。針對(duì)風(fēng)道結(jié)構(gòu)中的內(nèi)流場(chǎng)情況進(jìn)行全面分析，能夠發(fā)現(xiàn)：首先，改型工作進(jìn)行之后，以往風(fēng)道結(jié)構(gòu)中進(jìn)口處的渦流得到了良好消除，相應(yīng)的風(fēng)道流線的均勻性得到了良好提升；其次，針對(duì)風(fēng)冷冰箱內(nèi)部的風(fēng)口面積不斷增加，包含了一層和二層所有情況。在風(fēng)冷冰箱之中，利用低溫氣流的浮動(dòng)原理，能夠有效促進(jìn)低溫氣流保持良好的狀態(tài)運(yùn)行，促進(jìn)風(fēng)冷冰箱保持良好的運(yùn)行效果。

4 結(jié)語(yǔ)

風(fēng)冷冰箱在現(xiàn)階段的人們?nèi)粘Ｉ钪?，占?jù)著較大比重，需要針對(duì)其各方面的情況進(jìn)行全面細(xì)致地分析，積極開展相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作，將能夠起到良好的效果?；趦?nèi)流場(chǎng)分析的風(fēng)冷冰箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)于全面有效提升風(fēng)冷冰箱的實(shí)際運(yùn)用效果具有積極意義和作用。合理構(gòu)建其物理模型，積極開展仿真計(jì)算分析工作，全面開展風(fēng)冷冰箱的結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作，改型工作全面提升風(fēng)道結(jié)構(gòu)之中的內(nèi)流場(chǎng)運(yùn)行效果，是風(fēng)冷冰箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要方式和手段，將能夠發(fā)揮積極作用。

【參考文獻(xiàn)】

【1】趙屹，金英子，吳文浩，等.基于內(nèi)部流場(chǎng)分析的小型軸流風(fēng)扇結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，29（1）：89-93.

【2】劉永輝，王晶，李標(biāo)，等.基于CFD技術(shù)的大容量風(fēng)冷冰箱流場(chǎng)分析及改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].流體機(jī)械，2014（7）：69-73.endprint