保鲜运输车果蔬堆码方式对温度场影响的数值模拟.pdf

第28卷第13期农业工程学报Vol.28No.13
2012年7月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringJul.2012231
·农产品加工工程·
保鲜运输车果蔬堆码方式对温度场影响的数值模拟

郭嘉明1,2，吕恩利1,2※，陆华忠1,2，张东霞1,2，杨松夏1,2
（1.华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室，广州510642；
2.华南农业大学工程学院，广州510642）

摘要：温度场是保障果蔬运输品质的重要因素之一。为了解温度场的分布规律，该文以基于差压原理的运输厢体为研
究对象，采用香蕉为试验物料，建立厢体的1/4等比例三维紊流数值计算模型，结合有孔模型，采用SIMPLE算法和壁
面函数法，对厢体中间两侧留空、两侧留空和满载等3种果蔬堆码方式的模型进行温度场的数值计算，得出了厢体内纵
截面和横截面的温度以及货物表面的温度分布图。经对比分析发现，合理的货物堆码方式可以改善厢体内温度场的分布；
中间两侧留空方式较两侧留空方式和满载方式相比较，冷空气与货物的热交换好，厢体温度场较均匀。经过试验验证，
模拟值与测试值平均温度偏差均不超过1.5℃，试验结果与模拟结果吻合较好。该研究揭示了果蔬保鲜车厢体内部温度场
分布的一般规律，对保鲜运输车的货物堆码方式以及结构优化设计等研究有一定的参考价值。
关键词：运输，温度，模型，保鲜，数值计算，果蔬堆码
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.13.037
中图分类号：U492.3+36.4文献标志码：A文章编号：1002-6819(2012)-13-0231-06

郭嘉明，吕恩利，陆华忠，等.保鲜运输车果蔬堆码方式对温度场影响的数值模拟[J].农业工程学报，2012，28(13)：
231－236.
GuoJiaming,LüEnli,LuHuazhong,etal.Numericalsimulationontemperaturefieldeffectofstackmethodofgardenstufffor
fresh-keepingtransportation[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),
2012,28(13):231－236.(inChinesewithEnglishabstract)

鲜运输车的货物堆码方式进行仿真研究。研究结果对于
0引言
选择合理的货物堆码方式具有一定的参考价值。
温度场是保障果蔬运输品质的重要因素之一[1-5]。货
1物理模型
物堆码方式直接影响运输厢体内温度场，采用何种堆码
方式获得均匀、合理的温度场，是保障果蔬运输品质的本文以基于差压原理的厢体为研究对象，厢体结构
关键。为掌握温度场的分布规律，可以通过人工数值计如图1所示。厢体的总尺寸（长×宽×高）为2.38m×1.28m×
算或者通过测量，但前者耗费时间和精力，后者成本高1.4m。它由保鲜室和压力室组成，在压力室形成低温气
且难度较大。近年来，计算流体力学（computationalfluid体，通过开孔隔板上的孔进入保鲜室，在风机作用下经
dynamics，CFD）被广泛应用到冷链设备流场的研究中回风道返回压力室进行循环。
[6-16]，缩短了研究周期，应用前景广阔。文献[8-9]采用k-ε
湍流模型[6]分别对铁路机冷车和冷板冷藏车在不同货物
堆码方式下温度场分布进行模拟。文献[16-18]对基于差
压原理运输厢体进行了研究，其中文献[16]对3种不同的
运输厢体结构内部的流场进行了数值模拟，证明了基于
差压原理厢体能够提供更优的流场，但对其在不同堆码
方式对温度场的影响还缺少相关研究。本文在参考前人
研究的基础上，以差压原理试验厢体为研究对象，对保1.回风道2.离心式风机3.开孔隔板4.气流导轨5.蒸发器6.温度传感
器7.控制温度传感器
注：●为16个温度传感器
收稿日期：2011-08-30修订日期：2012-04-27
基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-33-13）、国家自然图1试验厢体结构以及传感器布置图
科学基金项目（31101363）、广东省自然科学基金资助项目Fig.1Structurediagramofexperimentalenclosureandsensors
（10151064201000038）、广州市农业科技项目（2011）、广东省科技计划项arrangement
目（2011B020312003）和广东省扶持农业机械化发展专项项目（粤农计﹝
2011）150号）。为了研究不同堆码方式对