藥品冷庫溫度場的模擬及設(shè)計優(yōu)化.pdf

1、隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，人們對醫(yī)藥生物制品的需求量越來越大。伴隨著這一產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的是保證醫(yī)藥生物制品在儲運過程中質(zhì)量安全的醫(yī)藥冷鏈行業(yè)。近年來，中國冷鏈行業(yè)的發(fā)展可謂突飛猛進。醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為推動貴州省經(jīng)濟發(fā)展的一大支柱產(chǎn)業(yè)，這也有力推動了冷鏈行業(yè)在該省的發(fā)展。醫(yī)藥冷庫是儲存醫(yī)藥生物制品的場所，在冷鏈物流中是非常重要的一個環(huán)節(jié)。目前，冷庫的數(shù)量有了很大的增加，但關(guān)于冷庫的運行情況缺乏調(diào)查數(shù)據(jù)和研究工作的支撐，在冷庫的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和節(jié)能減

2、排方面也還有很大的提升空間。
　　計算流體力學（Computational Fluid Dynamics, CFD）是將數(shù)值計算方法和數(shù)據(jù)可視化技術(shù)有機結(jié)合起來的一種新興技術(shù)手段，主要用于對流動、傳熱等相關(guān)物理現(xiàn)象進行建模分析，它克服了人工數(shù)值計算和實際測量難度大、精度不高等缺點從而在工程上被廣泛地應(yīng)用。本文研究的目的在于，利用計算流體力學軟件Fluent模擬分析藥品冷庫在不同運行條件下冷庫內(nèi)溫度場的分布情況，找出滿足醫(yī)藥生物制品

3、儲存條件的冷庫優(yōu)化設(shè)計方案，對醫(yī)藥冷庫的建設(shè)具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。研究的內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　一、對于實際尺寸為4×3×2.5m（長×寬×高）的冷庫在風機直吹制冷方式下采用不同風速時溫度分布進行數(shù)值模擬，采用的數(shù)值模擬方法為工程上廣泛使用的SIMPLE算法及標準的k-ε兩方程模型。通過對所得的數(shù)值模擬結(jié)果進行試驗驗證，討論和分析所采用數(shù)值模擬方法的合理性。研究發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬結(jié)果與實測結(jié)果的變化規(guī)律趨于一致。經(jīng)模擬結(jié)果和試驗驗證得

4、出該冷庫出風速度宜選擇4m/s的大小。
　　二、優(yōu)化冷庫的出風方式，使其由原來的風機直吹形式變?yōu)榕艢饪壮鲲L方式。模擬此時冷庫庫內(nèi)溫度的分布情況，得出模擬結(jié)果。然后計算冷庫中具有代表性四個截面上的溫度平均值及其方差，與采用風機直吹時相對應(yīng)的值進行對比，發(fā)現(xiàn)冷庫在排氣孔出風方式下，由于冷庫內(nèi)氣體流通方式得以優(yōu)化，因而冷庫內(nèi)具有更為理想的溫度分布。所以建議冷庫的出風方式采用該種形式，以實現(xiàn)冷庫的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。
　　三、模擬不同貨物

5、堆碼方式對目標冷庫內(nèi)溫度場分布的影響，找出合理的貨物堆碼方式。本文設(shè)計的貨物堆碼方式在三維直角坐標下可以表示為以下三種形式：1）貨物沿著 X軸方向；2)貨物沿著 Z軸方向；3）貨物沿著 Z軸方向并采用10cm厚的墊倉板，其特點是用墊倉板將貨物抬高10cm，使底部空氣能夠得以流通。通過對模擬結(jié)果的比較和分析，發(fā)現(xiàn)在第三種堆碼方式下，由于在冷庫內(nèi)不會形成旋渦氣流，從而可以實現(xiàn)更理想的溫度場，在滿足醫(yī)藥生物制品儲存條件的同時達到了貨物合理堆放