基于內流場分析的風冷冰箱結構優化設計研究

方旭紅+謝玉兵

【摘 要】風冷冰箱，在現階段的社會生產、生活過程中占據著十分重要的地位，能夠有效便利人們的生活。風冷冰箱主要承擔制冷保鮮的任務，針對其本身的各項結構情況進行全面細致地分析，全面研究其運行原理，能夠為充分發揮風冷冰箱的作用提供良好的前提條件。基于內流場分析的風冷冰箱結構優化設計，從實際情況出發，結合Fluent軟件，全面分析和尋找到風冷冰箱中需要改進的地方。論文主要從Fluent的分析計算工作入手，針對基于內流場分析的風冷冰箱結構優化設計情況進行全面細致地分析和研究。

【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.

【關鍵詞】內流場分析；風冷冰箱；結構優化

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

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

1 引言

在風冷冰箱中，能夠有效發揮制冷保險作用的關鍵性結構較多，其中的制冷保鮮功能能夠起到良好效果的關鍵在于儲藏室內的氣流循環和箱內溫差。從內流場分析情況入手，針對風冷冰箱結構方面進行全面有效的優化和改進，這為充分發揮風冷冰箱的優勢和作用提供了良好的前提條件。

2 Fluent的分析計算工作

針對風冷冰箱進行全面分析，構建物理模型的過程中，需要從具體的風冷冰箱實際情況出發，比如說某風冷冰箱除卻相應的外殼、隔板等部分，本身的體積并不是很大，大約是0.3m3，同時針對其風道結構進行全面觀察，能夠發現其表現為對稱式的結構形式。

2.1 合理構建風冷冰箱的物理模型

從風冷冰箱的常見情況出發，積極構建起相應的物理模型，針對其進行全面細致地分析和研究。風冷冰箱在實際工作的過程中，能夠表現出較為有效的效果，通常情況下，制冷機本身產生的冷風都是從冷藏風道的進風口進入的，這其中需要通過箱體，在此基礎上進入到風冷冰箱下部的回風口，一般這種情況下，冷藏風道本身的出風口將會和冷藏室本身的進風口保持著良好的對應性[1]。

2.2 積極開展仿真計算分析工作

積極采用Fluent軟件，開展風冷冰箱的數學模型構建工作，需要從物理模型的實際情況出發，全面開展風冷冰箱的數據整合分析工作，同時還要能夠從風冷冰箱的具體數據情況出發，全面分析和計算內流場情況。針對風冷冰箱本身內流場仿真情況進行分析，從冷風的流量分析、流線分析以及流速分析方面入手，得到以下方面的相關數據信息（表1）。

在Fluent軟件的分析計算之下，風冷冰箱本身內流場的結果如上表所示，對以上數據進行分析，能發現其本身呈現出中間密集和周圍稀疏的分布狀態，風道流線在變得逐漸密集的過程中，是由上到下進行的，這樣就能夠推斷出一定的結論，風冷冰箱自身的上部制冷效果，沒有下部制冷效果那么明顯，需要針對其進行有效強化，同時該風冷冰箱自身中間的溫度比其四周的溫度低。

3 基于內流場分析的風冷冰箱結構優化設計

風冷冰箱在實際應用的過程中，有些并不能夠有效適應現實情況，出現一些或多或少的問題，影響到了食物的保鮮和冷藏效果，針對這種情況，需要積極開展相應的結構優化工作，這其中需要針對風冷冰箱自身結構的優勢和不足進行全面分析，為尋找到有效的解決方案提供良好的前提條件。從上述Fluent軟件的分析和計算結果來看，內流場方面存在著一定的問題，需要積極開展相應的改型和優化工作，以充分提升風冷冰箱的結構效果。

3.1 積極開展風冷冰箱的結構優化工作endprint

針對風冷冰箱進行全面有效的改進和優化，充分提升其本身的結構應用效果，需要從內流場的實際情況出發。在上述觀察和研究過程中，發現本文所列舉的風冷冰箱，在實際開展改型和優化工作的過程中，需要將重點放置在風道結構方面。在進行具體的結構優化工作中，涉及較多的方面。首先，需要從風冷冰箱內部的氣流走向情況出發，積極開展相應的調整工作，這一環節實施的主要目的在于不斷降低風冷冰箱內部局部阻力損失情況，同時減少風冷冰箱沿程的壓力損失[2]。其次，風冷冰箱內部中風道仿真流線存在著分布不夠均勻的問題，針對這種情況，需要積極開展相應的應對工作，這就需要從風道改型方面出發，同時還需要針對風口方面進行有效處理。在實際改型工作進行當中，不僅需要不斷提升風口本身的面積，同時還需要促進風冷冰箱的制冷工作能夠實現良好的均衡性，使得風冷冰箱的整個循環系統能夠得以正常運轉。再者，在實際開展風冷冰箱出風口改型和優化工作的過程中，需要針對出風口的各方面情況進行合理設計和控制，比如出風的位置、方式和面積等方面，結合實際的冰箱運行狀況，最大限度地增強風冷冰箱內流場的均勻性效果，同時還需要使得其內部的整體溫度保持一定的穩定性。最后，還需要注意到，進行風冷冰箱自身的風口、風道方面改型設計工作的過程中，需要充分重視風冷冰箱自身的綜合情況和系統性效果。

3.2 改型工作全面提升風道結構之中的內流場運行效果

在開展風冷冰箱改型和優化工作的過程中，風道結構是其中十分重要的部分，全面提升內流場運行效果，是重要目標之一。針對風道結構中的內流場情況進行全面分析，能夠發現：首先，改型工作進行之后，以往風道結構中進口處的渦流得到了良好消除，相應的風道流線的均勻性得到了良好提升；其次，針對風冷冰箱內部的風口面積不斷增加，包含了一層和二層所有情況。在風冷冰箱之中，利用低溫氣流的浮動原理，能夠有效促進低溫氣流保持良好的狀態運行，促進風冷冰箱保持良好的運行效果。

4 結語

風冷冰箱在現階段的人們日常生活之中，占據著較大比重，需要針對其各方面的情況進行全面細致地分析，積極開展相應的結構優化工作，將能夠起到良好的效果。基于內流場分析的風冷冰箱結構優化設計，對于全面有效提升風冷冰箱的實際運用效果具有積極意義和作用。合理構建其物理模型，積極開展仿真計算分析工作，全面開展風冷冰箱的結構優化工作，改型工作全面提升風道結構之中的內流場運行效果，是風冷冰箱結構優化的重要方式和手段，將能夠發揮積極作用。

【參考文獻】

【1】趙屹，金英子，吳文浩，等.基于內部流場分析的小型軸流風扇結構優化[J]. 浙江理工大學學報，2012，29（1）：89-93.

【2】劉永輝，王晶，李標，等.基于CFD技術的大容量風冷冰箱流場分析及改進設計[J].流體機械，2014（7）：69-73.endprint