重庆冷藏车开门状态升温影响因素分析
来源:    发布时间: 2018-11-26 10:10   1195 次浏览   大小:  16px  14px  12px
  在易腐食品冷链物流过程中,温度的合理控制是保证易腐食品品质的重要因素之一[1-2]。由于运输(配送)环节装卸货物的实际需要,冷藏车需要开门作业操作,此时车门处将产生强烈的热湿交换,导致车厢内温度急剧上升,这将对易腐食品品质保证产生不利影
  在易腐食品冷链物流过程中,温度的合理控制是保证易腐食品品质的重要因素之一[1-2]。由于运输(配送)环节装卸货物的实际需要,冷藏车需要开门作业操作,此时车门处将产生强烈的热湿交换,导致车厢内温度急剧上升,这将对易腐食品品质保证产生不利影响,同时车辆能耗也会增加[3-4]。目前,对于冷藏车开门状态车厢内温度变化的研究较少[5-16],主要集中在试验与仿真的方法分析冷藏车(或冷库)开门状态厢(库)内温度的流动规律与温度升高的规律、理论分析车厢内降温影响因素等,对于通过理论建模并定量分析开门状态车厢内的温度升高的关键影响因素尚未见相关文献报道。
  本文通过构建数学模型,定量化地对冷藏车开门卸货时造成升温的主要因素进行研究,为冷藏车的优化设计、冷藏运输货物品质保障提供参考。
  1 重庆冷藏车车厢内升温数学模型
  1.1 建模前假设
  建模时假设车厢内无货物;车厢内空气具有不可压缩性;车厢内、外开门前温度均匀;视车厢体为完全密闭空间,仅当冷藏车开门时在车门处进行热质交换,冷藏车在长时间运输之后,车厢体传热进入稳定状态;当分析外部风压作用时,外部风速为定值。
  1.2 动态热平衡方程
  根据热力学定律,考虑开门时车厢维护结构的传热、内外空气的热质交换、车厢内冷表面吸收的水蒸气凝结热量以及制冷机组的制冷量
  (1)温湿度传感器布置
  由以往研究文献可知,开门状态热空气由上侵入,冷空气由车门下部流出,造成车厢内温度上高下低,车厢内部越靠近门处温度越高,越往里越低的规律,再加上开门时间不同,车厢内不同位置的温度高低也不同。因此,本次试验分别在离车门600 mm、车厢正中间、离车厢前部(蒸发器安装位置)600 mm的后、中、前3个断面,各均匀分布9个温湿度传感器,共27个温湿度传感器,最终求各传感器的温湿度的平均值作为车厢内温湿度最终值,从而可避免取一两个点的温湿度值带来误差过大的问题。如果采样时间间隔设得太小,造成数据处理工作加大,传感器测定温度的随机性误差也将增大,反之,则易造成数据采集过少,最终计算得到的温度值未必合理,此外,由以往的试验测试经验发现,开门状态车厢内的温度虽是按指数规律上升,但也近似于呈直线规律上升,因此,本次试验确定为每15 s采集一次数据。
  (2)试验方案及参数设定
  冷藏运输过程中的易腐食品,对于冷冻食品大部分最佳温度要求在-20~-15℃之间,对于冷藏食品大部分最佳温度要求是在0~10℃之间,因此车厢内试验测试初始温度设定为0℃与-15℃两个值。由于市内配送过程中,经常出现客户需求量小,一车供应点多的情况,冷藏车需要经常开门卸货,内部温度变化较大,食品品质难以得到保证。调查发现配送车辆卸货时间通常较短,车外自然风速通常在1 m/s以内。因此,本试验在冷藏车空载时以6种不同状态分别进行开门6 min的试验,具体如表1所示。此外,试验中外部环境空气设定干球温度为30℃,相对湿度65%。当开门蒸发器送风情况下,其出风口送风速度均设为2 m/s,本次试验制冷机组制冷量为3 190 W,在考虑外部风速对开门车厢内升温的影响时,将外环境门关闭,车外自然空气风速通过调控外部风机频率来控制,风速由风速仪测定。
  (1)在其他参数为常数,制冷机组保持开启或关闭两种状态时,车厢内外的温差不同,相同时间内车厢内的升温大小会有所不同。当冷藏车开门6 min,车厢内初始温度为0℃时,制冷机组开启比关闭状态时温度升高要低0.3℃;车厢内初始温度为-15℃时,开启比关闭温度升高要低0.7℃,即车厢内外温差越大,造成车厢内的温度上升也相应地有所增大,但制冷机组保持开启对维持厢内温度效果甚微。
  (2)车厢外有、无风以及风速方向不同,开门状态车厢内的升温快慢也不同,车外无风时车内升温最慢,车外空气流动方向对着车门时升温最快,反之,升温快慢介于前两者之间。
  (3)车厢体积一定情况下,车门开启越大车厢内的温度升得越快;同样,车门大小一定时,车厢体积越小,冷藏车开门状态车厢内温度升得越快。
  (4)车厢内初始温度为0℃,当蒸发器出风口风速为4 m/s与2 m/s、或者当隔热材料导热系数为0.05 W/(m·K)与 0.033 W/(m·K)时两两相比,冷藏车开门6 min后,前者比后者升温均要低约0.2℃,即车厢内蒸发器出风口风速越大、车厢体隔热材料导热系数越小,冷藏车开门时厢内升温越小,但蒸发器出风口风速与隔热材料导热系数对冷藏车短暂开门的厢内升温影响较小。http://www.cqlcc.net/