【摘要】：采用4臺整體式斯特林制冷機作為冷源,使用真空絕熱板和聚氨酯復合發(fā)泡的絕熱技術制作箱體,研制了一臺有效容積為750 L,工作溫度低于-80℃的低溫冰箱。建立了箱體內空氣流動與換熱的物理和數學模型,運用FLUENT軟件進行模擬仿真,仿真結果與冰箱測溫實驗結果吻合良好。
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第5期－80℃斯特林低溫冰箱研制圖1制冷機與箱體耦合示意圖Fig．1AssemblingframeofStirlingcoolerandrefrigerator裝銅制夾具，，并采用螺栓連接在夾具上安裝翅片板。制冷機冷指和箱體的耦合部分采用了軟質聚氨酯套管，保證了冷指和箱體連接處的密封性和絕熱性。圖2斯特林低溫冰箱結構示意圖Fig．2FrameofStirling-cooledlowtemperaturerefrigerator3箱內溫度場數值模擬低溫冰箱內溫度分布的均勻性會直接影響低溫冰箱的貯存性能，溫差過大會對箱內保存的產品造成不利影響，同時低溫冰箱的耗電量也和箱內溫度場密切相關，因此在設計完成后，有必要使用數值模擬對箱內溫度場的分布進行有效的分析，以驗證設計方案的可行性［9］。本研究采用FLUENT對該斯特林制冷低溫冰箱內部溫度場的分布進行了模擬計算，并與實驗結果進行了對比分析。3．1物理及數學模型根據冰箱設計尺寸，進行合理簡化后，對高1180mm×寬1100mm×深600mm的冰箱內腔建立了三維模型并劃分網格如圖3所示。圖3箱體網格劃分圖Fig．3Meshstructureofrefrigerator根據該箱體內具體的物理過程并結合數值計算的特點和條件，在建立數值模型時進行了以下假設［10］:(1)箱內空氣為牛頓流體;(2)箱體內空氣流動形式為穩(wěn)定層流和非邊界層型流動;(3)箱體內空氣在固體內壁面上滿足無滑移邊界條件;(4)滿足Boussinesq假設［11］;(5)忽略輻射換熱。根據圖3中幾何模型坐標系建立描寫箱內流動換熱問題的微分方程如下。連續(xù)性方程:

本文編號：2652221