CFD模拟气调库快速降氧过程O2和CO2浓度变化规律.pdf

第 31 卷 第 13 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.13 274 2015 年 7 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jul. 2015 ·农产品加工工程· CFD 模拟气调库快速降氧过程 O 和 CO 浓度变化规律 2 2 ※ 周 博，南晓红 ，文改黎 （西安建筑科技大学环境与市政工程学院，西安 710055 ） 摘 要：O2 和 CO2 浓度对果蔬的贮藏品质有着极大的影响，获得其在气调库内的变化和分布规律可以为气调库优化设计 提供理论依据。该文以西安某苹果气调库为研究对象，采用 k-ε紊流模型建立了气调库内气体流动、传热与传质的三维数 学求解模型，并通过编写 UDF 程序获得苹果呼吸强度和冷风机送风口 O 、CO 质量分数随库内气体组分浓度变化实时数 2 2 据。经过对该气调库的快速降氧过程数值模拟获得库内 O2 和 CO2 浓度随时间变化的规律，并与试验数据呈现较好的一致 性，相对偏差平均值为 0.027 。结果表明库内气体区 O2 浓度随时间呈指数衰减。该文的研究对象经过 4.1 h ，气体区 O2 浓度下降速度小于货物区，此时提高制氮机制氮体积分数会缩短降氧时间。气体区和货物区 CO2 浓度变化规律相似，升 高速度逐渐变小。库内 O2 和 CO2 浓度分布在气体区比较均匀，在货物区则存在一定的梯度，货物区中心位置不利于果蔬 的贮藏。该文研究对于获取实际气调库降氧时间及选择合理的制氮机，改进气调工艺具有重要参考价值。 关键词：CFD ；O2 ；CO2 气调贮藏；组分浓度；数值计算；降氧过程 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.13.038 中图分类号：TUB ；TB61+ 1 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2015)-13-0274-07 周 博，南晓红，文改黎. CFD 模拟气调库快速降氧过程 O2 和 CO2 浓度变化规律[J]. 农业工程学报，2015，31(13)： 274－280. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.13.038 Zhou Bo, Nan Xiaohong, Wen Gaili. Variation and distribution characteristics of O , CO concentration in controlled atmosphere 2 2 storage by CFD[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(13): 274 －280. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.13.038 气调库内的气流组织和优化气调库设计提供了参考依 0 引 言