冷库门空气幕性能的影响因素

　　0 引 言

　　随着现代化进程的不断加快和人民生活水平的不断提高，中国的冷藏库建设非常迅速，冷藏库的容量和规模都急剧增长，全国冷藏库的总量已达 1 100 多万 t，国家发改委新近公布的《农产品冷链物流发展规划》中指出，2015 年冷库总容量还将增加 1 000 万 t。在冷藏物流领域，冷库企业耗能巨大，节能减排日益重要。安装大门空气幕是冷库节能的重要措施，为了合理设计适用于室内外温差很大的冷库空气幕、保证其高效运行，有必要对冷库这一特殊场合应用的空气幕性能进行研究。

　　国内外学者已经对空气幕性能进行了很多有益的研究。Waldron P.[1]利用 PHOENICS 软件对用于商业建筑的空气幕流动进行了数值模拟，通过对空气幕几何参数的分析，提出了一些提高空气幕性能的措施。Ge Y.T.和Tasson S.A.[2]成功地数值预测了冷冻陈列柜空气幕的性能。Homayun K.等[3]用试验和数值模拟相结合的方法研究了敞开式冷冻陈列柜的一些影响参数。Foster A.M.等[4]通过数值计算，得到了冷库门空气幕的最优射流速度。何嘉鹏[5]对冷库大门的流场进行了理论分析。穆景阳等[6]对卧式陈列柜空气幕流动进行了数值分析。

　　然而，以上研究工作都是在没有考虑冷库内部制冷设备运行条件下进行的。当冷库内有制冷设备运行时，库内气流组织变为强制对流，库内气流与空气幕射流之间的相互作用发生了根本的改变。研究这种条件下的空气幕性能及其影响因素将更具有工程实际意义。

　　近年来，南晓红等[7-8]针对冷库内的对流换热及其与冷库空气幕射流的相互作用进行了数值研究，在冷库内有冷风机运行的条件下，建立了冷藏间强制对流与冷库空气幕射流相互作用的耦合计算模型，对比分析了不同经验公式和数值模拟预测冷库门空气幕冷风渗透率的有效性。在此基础上，本文进一步完善了包含冷藏间内对流换热、冷库门空气幕射流及室外环境风场流动在内的三维整体耦合求解数值模型，在冷库内有冷风机运行的条件下，数值分析冷库门空气幕在不同空气幕结构和运行参数时空气幕效率的变化规律，为空气幕的合理设计、安装和高效运行提供理论指导。

　　1 三维耦合计算模型

　　图 1 为一实际冷库[9]及其计算域示意图。冷藏间内部尺寸为：长×宽×高=12 m×5 m×6 m，冷库门尺寸为：宽×高×厚=1.2 m×2.0 m×0.15 m。库内对称装有一对吊顶冷风机(GF-350 型)，尺寸为：长×宽×高=3.05 m×0.76 m×0.85 m，风机距离两侧墙面分别为 0.6 m，回风口距墙面 0.4 m，两风机之间距离为 2.8 m。冷库门空气幕简化为一个长方体：长×宽×高=1.5 m×喷口宽度×0.2 m，安装于冷库门上方的外墙上，距离墙面 0.1 m。