通风管间距对冷库地坪通风防冻系统传热性能影响的研贾景福1,郝满晋2,李建华1(1.河北农业大学海洋学院,河北秦皇岛066003;2.燕山大学建筑工程与力学学院,河北秦皇岛066004)摘要为了研究通风管间距对冷库地坪通风防冻系统传热性能的影响程度,建立了三维稳态传热数学模型,对传热模型进行了合理的简化,根据系统的传热过程确定了传热模型的定解条件,利用Phoenics软件对通风系统未启动和不同通风管间距下的传热模型分别进行了数值模拟分析。结果表明,对冷库地坪采取机械通风防冻的效果良好,通风管间距对冷库地坪通风防冻系统的传热性能有较大影TU265文献标识码A0517-6611(2009)22-10765-02StudyonEffectofVentilationTubeSpacingonThermalPerformanceofColdStorageFloorAntifreezingVentilationSystemJIAJing2fuetal(OceancollegeofHebeiAgriculturalUniversity,Qinhuangdao,Hebei066003)AbstractTheresearchaimedtoinvestigatetheeffectofventilationtubespacingonthermalperformanceofcoldstoragefloorantifreezingven2tilationsystem.Asteadythree2dimensionalmathematicalmodelofheattransferwassetup.Theheat2transfermodelwassimplifiedreasonably.Thedefiniteconditionsoftheheat2transfermodelwereconfirmedaccordingtotheheat2transferprocess.ThetemperaturefieldofthissystemweresimulatedandcalculatedbyPhoenicsunderdifferentkindsofworkingconditions,suchaswithoutcirculatingtheventilationsystem,withdifferenttubespacing.Theresultsshowedthattheeffectofusingmechanicalantifreezingventilationtocoldstoragefloorwasbetter.Theyalsoindicatedtheeffectofventilationtubespacingwasgreateronthermalperformanceofcoldstoragefloorantifreezingventilationsystem.风装置,因此冷库地面上表面的对流换热系数为αn=12W/(m2·℃)[2]。冷库地坪通风管内风速为1.5m/s,送风温度为10℃,管内径为250mm。3.2m深处的土壤温度选取天津市地面下3.2m深处历年最低3、4月份的土壤冷库地坪防冻是冷库设计、施工与运行中不可忽视的重要问题。冷库地坪虽然铺设了与库温相适应的隔热层,但热层厚度不能防止土壤的冻结,只能推迟其冻结的时间[1]。当冷库温度降低后,库温与地坪下土层之间产生较大的温差,冷量由库内传至土层,使土层温度降低。冷库温度常年在0℃以下,若地坪下土层得不到热量补充,将使土层中的水分受冻结冰。由于温差的存在及冰晶的形成,土壤上、下层之间的水蒸气分压力差使下层土壤的水蒸气不断上移,导[4]度:ts=10.4℃。2传热模型2.1传热模型的计算单元冷库地坪的结构层由上到下各层依次为[5]:钢筋混凝土面层、水泥砂浆保护层、一毡二油防潮层、硬质聚氨酯泡沫塑料隔热层、二毡三油隔气层、水泥砂浆找平层、混凝土预制平板、中砂填料层(内埋混凝土通风管),地坪的结构层以下为土壤层。对冷库冻结物冷藏间的地坪及土壤层截取微元段(X×Y×Z=1500mm×3900mm×1000mm)作为传热模型[2]地坪冻臌或地基冻臌现象,危及建筑、结构安全。因此,冷库底层冷间设计温度低于0℃时,地面应采取防止冻胀的措施,使地坪下的土层温度保持在0℃以上。通风防冻是目前最常用的冷库地坪防冻措施,是指通过用埋设的通风管进行自然或机械通风对冷库地坪提供热量。多年来,人们一般多采用一些经验值对冷库地坪进行通风防冻的设计与施工,除文献[1,3]外,比较系统地研究较少。为了真正做到防冻,对其进行系统地研究,指出各种因素对系统的影响程度具有更好地指导设计、施工与运行的现实意义,这也正是冷库设计与使用的科学化、合理化、节能化的必然发展趋势。因此,笔者以采取机械通风防冻措施的冷库地坪为研究对象,建立了冷库地坪的三维稳态传热数学模型,依据冷库地坪系统内温度分布的导热微分方程和单值性条件,利用Phoenics软件对通风系统未启动和不同通风管间距下的传热模型分别进行了数值模拟分析,旨在研究通风管间距对冷库地坪通风防冻系统传热性能的影响。1模拟条件图1冷库地坪传热模型的计算单元Fig.1Thecalculatingunitofheattransfermodelforcoldstor2agefloor2.2传热模型的简化假设冷库地坪内的热传递实际非...