风冷式冰箱冷冻风道系统气动特性影响规律与实验测试研究

作     者：黄兴宇 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：叶建军

授予年度：2019年

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：风冷式冰箱 冷冻风道系统 多出口蜗壳 实验测试 温度均匀性 

摘      要：风道系统作为风冷式冰箱制冷的核心部件,其气动性能的高低决定了冰箱箱体内的冷量分配、制冷效率以及温度分布等性能的好坏,特别是针对风冷式冰箱的冷冻风道系统。但是目前针对冷冻风道系统的气动特性尚未有较充分的研究,因此研究风冷式冰箱的冷冻风道系统的气动性能对改善冰箱整体性能具有十分重要的意义。本文结合数值仿真与实验测试研究的方法,研究冷冻风道系统气动特性变化对风冷式冰箱温度和能耗的影响规律,达到提高风冷式冰箱整体性能的目的。本文的主要研究内容和工作如下:(1)针对冷冻风道系统,采用数值仿真的方法,研究了原始冷冻风道系统中冷冻箱体、冷冻风道以及蒸发器的气动性能和温度变化情况。并通过实验测试的方法,对冷冻风道系统各部件的相互影响关系进行分析,找出影响冷冻箱体流场分布、蒸发器温度变化以及冷冻风道气动性能的主要影响因素,最终结合研究结果对冷冻箱体以及蒸发器进行相应的优化。(2)针对冷冻风道内部涡旋干扰较大的问题,研究了冷冻风道壁面结构以及进口结构对冷冻风道气动性能的影响,通过采用多出口蜗壳型线设计和参数化设计的方法,对冷冻风道壁面的型线结构和冷冻风道的进口结构进行优化设计,提高冷冻风道气动性能,改善冷冻箱体内风量分配,使得风道出风口总风量提升30.4%。(3)通过采用冰箱冷柜型式实验台测试的方法,对风冷式冰箱冷冻风道系统各部件进行实验测试研究,考察不同结构的冷冻风道和蒸发器的匹配方式,研究冷冻风道结构和蒸发器变化对风冷式冰箱性能和温度分布均匀性的影响。结果表明,新风道显著降低了冷冻箱体内部的温差,最大温差控制在0.9℃内,同时,冰箱的整体性能也得到一定的改善。本文通过对风冷式冰箱冷冻风道系统的优化研究,提高了冷冻风道气动性能,改善了箱体内部温度均匀性,使得风冷式冰箱整体性能提升,对风冷式冰箱冷冻风道系统的设计具有一定的指导意义。