برای صفحههای{0}}نوع باز مواد غذایی یخچالدار، پرده هوا عمدتاً هوای داخل و خارج کابینت را جدا میکند و نقش مهمی در جلوگیری از نفوذ گرمای خارجی دارد. عملکرد پرده هوا نیز به طور قابل توجهی بر توزیع دما و سرعت در داخل کابینت تأثیر می گذارد. محققان عمدتاً بر دو جنبه تمرکز می کنند: جریان پرده هوا و مکانیسم های انتقال حرارت و بهینه سازی پرده هوا.
1. جریان پرده هوا و مکانیسم های انتقال حرارت
مکانیسمهای جریان پرده هوا و انتقال حرارت نه تنها به سرعت خروجی پرده هوا، دما و شدت تلاطم اولیه مربوط میشوند، بلکه تحت تأثیر شناوری فضایی و عوامل محیطی خارجی قرار میگیرند و عوامل تأثیرگذار را کاملاً پیچیده میکنند. پس از خروج پرده هوا از نازل، به دو ناحیه تقسیم می شود: بخش اولیه و بخش جریان اصلی. در اولی، سرعت جریان مرکزی ثابت می ماند، در حالی که در دومی، سرعت جریان مرکزی کاهش می یابد. از آنجایی که طول مقطع اولیه و ویسکوزیته گردابی هر دو ناحیه ارتباط نزدیکی با شدت تلاطم اولیه دارد، این دو ناحیه مختلف باید هنگام حل جت های عمودی در نظر گرفته شوند. سایر محققان جریان پرده هوا را به سه منطقه مختلف تقسیم کرده اند: منطقه خروجی، منطقه توسعه، و منطقه هوای برگشت، که قابلیت آب بندی آنها به طور متوالی کاهش می یابد. دو ناحیه اول عمدتاً تحت تأثیر سرعت خروجی پرده هوا قرار می گیرند، در حالی که ناحیه سوم عمدتاً تحت تأثیر ساختار خروجی هوای برگشتی پرده هوا قرار می گیرد. در ناحیه خروجی، سرعت جریان پرده هوا بالا و جهت دار است. نقطه شروع و جهت جریان در منطقه توسعه عمدتاً تحت تأثیر منطقه خروجی است. و جهت جریان در ناحیه هوای برگشتی تحت تأثیر اثر مکش خروجی هوای برگشت به طور قابل توجهی تحریف می شود. دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) یک تکنیک موثر برای بهبود ساختار تجهیزات تبرید و بهینهسازی میدان جریان داخلی است که امکان شبیهسازی دقیق میدانهای دما و جریان در منطقه جریان را فراهم میکند. برخی از محققان سرعت سازماندهی جریان هوا و توزیع دمای داخل سردخانه را با استفاده از فناوری CFD شبیهسازی کردهاند و منابع نظری را برای بهینهسازی تنظیمات فن و قرار دادن کالاها در سردخانه ارائه میکنند. ژائو سینسین و همکاران تأثیر ریلهای راهنما در محفظههای کامیون یخچالدار بر توزیع دما در داخل محفظه را از طریق شبیهسازی عددی مورد مطالعه قرار داد، و راهنماییهای نظری برای بهینهسازی عملکرد کامیونهای یخچالدار منطقهای با یک{10}}اواپراتور چند{11}}منطقهای ارائه کرد.
در سال های اخیر فناوری CFD به طور گسترده ای در ویترین های یخچال دار استفاده شده است. یو کژی و همکاران برای شبیهسازی عددی پرده هوای کابینت عمودی از یک مدل دو-سیال استفاده کرد. در مقایسه با مدل آشفتگی K{4}}، نتایج محاسباتی این مدل با مقادیر تجربی سازگارتر است.
2. بهینه سازی پرده هوا
پارامترهای اصلی موثر بر عملکرد کابینت های نمایشگر یخچال شامل ساختار لانه زنبوری، ارتفاع پرده هوا، ضخامت پرده هوا و سرعت خروجی هوا است. از آنجایی که توزیع سرعت، شدت تلاطم و ضخامت پرده هوا ارتباط نزدیکی با ساختار خروجی هوا دارد، ساختار خروجی هوای کابینت صفحه نمایش عامل اصلی تاثیرگذار بر عملکرد پرده هوا است. در کاربردهای عملی، ساختار لانه زنبوری اغلب در خروجی پرده هوا برای کاهش شدت تلاطم بیش از حد استفاده می شود. برای دستیابی به تضعیف آشفتگی مناسب، نسبت طول به دیافراگم ساختار لانه زنبوری باید بیشتر از 10 باشد.
الگوی جریان پرده هوا که توسط منبع هوای بالای کابینت تشکیل می شود به عواملی مانند سرعت هوا، ارتفاع و ضخامت پرده هوا مربوط می شود. هنگامی که ارتفاع پرده هوا 300 میلی متر است، سرعت باد باید حداقل به 0.6 متر در ثانیه برسد. هنگامی که ارتفاع 800 میلی متر است، سرعت باد باید به 2 متر بر ثانیه برسد تا یک پرده هوای پایدار با نسبت ابعاد 1/5 تشکیل شود. افزایش ضخامت پرده هوا می تواند توانایی پرده هوا را برای آب بندی فضای باز بهبود بخشد، اما ضخامت بیش از حد پرده هوا باعث از بین رفتن سرما و افزایش مصرف انرژی کابینت نمایشگر یخچال می شود. بنابراین ضخامت خروجی پرده هوا معمولا بین 50 تا 80 میلی متر کنترل می شود. برخی از محققان همچنین از سرعت سنجی تصویر ذرات و فناوری تصویربرداری مادون قرمز برای انجام شبیهسازیهای عددی و مطالعات تجربی بر روی ویژگیهای جریان پرده هوا استفاده کردهاند و اقدامات موثری را برای بهینهسازی پرده هوا پیشنهاد کردهاند. کائو و همکاران برای شبیهسازی عددی انتقال حرارت و جریان پرده هوا و هوای اطراف آن، از یک مدل بهبودیافته دو-سیال و یک مدل دو-سیال اتلاف سرد استفاده کرد، و به طور منطقی پرده هوا را بهینه کرد و عملکرد صفحه نمایش را بهبود بخشید.
در حال حاضر، محققان عمدتاً بر مطالعه مکانیسم ها و مطالعات عددی عملکرد پرده هوا در کابینت های نمایشگر یخچال متمرکز هستند. با این حال، شبیهسازی عددی هنوز محدودیتهای خاصی در درک مکانیسمهای جریان و انتقال حرارت و فرآیند بهینهسازی پرده هوا دارد. مدل جت، مدل جریان آرام، مدل تنش رینولدز، و دو مدل سیال توسعه یافته در ادبیات، فقط برای شرایط خاص مربوطه قابل استفاده هستند. به طور خاص، مدلهای حالت ثابت دو بعدی معمولاً در محاسبات عددی استفاده میشوند که نمیتوانند موقعیتهای پیچیدهتر را نزدیکتر به محیط واقعی مطالعه کنند. بنابراین، بهبودهای بیشتر در روشهای تحقیق و طرحهای تجربی در تحقیقات آتی مورد نیاز است.
