冷库作为冷藏链系统中至关重要的一个环节,在食品的储藏过程中,不仅需要在储量上达到要求,更为关键的是在储藏要求上达标。而在冷库内的换热器进行融霜时,库内温度波动可能会很剧烈,这种情况的发生不仅不利于库内食品的存储,影响食物的品质,还会在冷库运行过程中消耗更多的能量。因此如何减少融霜热对库内温度长的影响成为了一个必须解决问题。计算流体力学(Computational fluid dynamics,以下简称CFD)作为流体力学的一个分支用来研究不同流体的传热与传质特性,目前CFD由于其自身的优点使其运用领域不断拓宽。本研究的目的在于设计一套回风加隔断装置的冷风机,对库内温度分布进行了数值模拟,并且通过实际试验证实该方法的可靠性,旨在为今后冷库中关于如何减少融霜热对温度场的影响,以及探究融霜过程中冷风机结构,库内加湿量的变化对库内温度场的影响,以及如何优化融霜过程中的变量使系统达到节能的作用提供一定的理论支持和参考依据。本课题的主要内容有:回风隔断装置电热融霜实验台的设计与搭建;CFD模拟冷风机周围温度场的变化情况;通过比较附加结构和特定工况下得加湿量的变化探究回风隔断装置对融霜的影响;探究冷风机送回风速度与霜层厚度的关系,并探究特定加湿量下融霜频率的最优条件。通过软件的模拟以及后续实验的验证得出结论如下:(1)采用了三维方式建立冷库模型并且结合了壁面函数修正与Boussineq假设对模拟对象为5m(长)×4m(宽)×3.2m(高)的小型冷库内的气流流场组织进行了模拟,模拟结果通过与实验测试的实际数值对比可以看出,采用非结构网格与实验值更加接近,非结构网格在较为复杂的模型上灵活性比结构网格更高,更适用于冷库的建模;冷库中的气流与压力的解耦方程采用的是SIMPLE算法;冷库内网格划分的最合适的尺寸为10;通过对具有回风隔断装置的保温融霜与无此装置的常规融霜模拟结果可以看出,有回风隔断装置的系统对库内温度场的波动影响较小。(2)通过实验对模拟结果进行验证,比较有无回风隔断装置在库内工况分别为18℃、-20℃、-25℃、-30℃、-35℃五种条件下,电热融霜结束时冷风机内外温度场的分布、融霜开始至恢复初始设定温度库内温度场的波动以及电热融霜结束后系统的能耗情况,得出以下结论:增加回风隔断装置后,冷风机盘管内部测点的温度明显提高且分布均匀,提高了电加热的热量利用率,缩短了融霜时间;降低了对冷风机外部温度场的破坏,将冷库内温度场的波动降低了近3.2℃;融霜开始至恢复初始设定温度值时间上缩短了近360s,电热融霜的能耗和压缩机功率降低,系统运行的总能耗降低了近9.54%。(3)通过对有无隔断装置的冷风机融霜进行了不同加湿量的研究,讨论了电热融霜方式下冷库温度变化、冷风机周围温度场等情况,得出以下结论:随着加湿量的增大。融霜时间的变化规律为先增大,然后基本不变,最后大幅度的增加,因为电热融霜功率不变,所以相对应的融霜功耗也符合这个规律,增加回风隔断装置后对于库内温度的破坏减小了3~5℃。(4)在控制对库内加湿量为2000g的条件下,对于库温在-18℃工况下,不同的融霜频率的改变,来模拟探究冷藏库在特定湿负荷下,融霜频率的改变对于制冷系统的运行总效率的影响,并得出结论:针对加湿量在2000g的特定湿负荷,库内工况在-18℃的条件下,冷库保持在每24h融霜一次的频率,系统运行的制冷效率最高,系统运行能耗最经济,运行状况最稳定。