Για προθήκες τροφίμων ανοιχτού-τύπου ψυγείου, η αεροκουρτίνα διαχωρίζει κυρίως τον αέρα μέσα και έξω από το ντουλάπι, διαδραματίζοντας καθοριστικό ρόλο στην πρόληψη της διείσδυσης εξωτερικής θερμότητας. Η απόδοση της αεροκουρτίνας επηρεάζει επίσης σημαντικά την κατανομή της θερμοκρασίας και της ταχύτητας μέσα στο ντουλάπι. Οι ερευνητές εστιάζουν κυρίως σε δύο πτυχές: τη ροή και τους μηχανισμούς μεταφοράς θερμότητας της κουρτίνας αέρα και τη βελτιστοποίηση της κουρτίνας αέρα.
1. Μηχανισμοί ροής αεροκουρτίνας και μεταφοράς θερμότητας
Οι μηχανισμοί ροής αεροκουρτίνας και μεταφοράς θερμότητας δεν σχετίζονται μόνο με την ταχύτητα εξόδου της κουρτίνας αέρα, τη θερμοκρασία και την αρχική ένταση αναταράξεων, αλλά επηρεάζονται επίσης από τη χωρική άνωση και τους εξωτερικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες, καθιστώντας τους παράγοντες επιρροής αρκετά περίπλοκους. Αφού η κουρτίνα αέρα ρέει έξω από το ακροφύσιο, χωρίζεται σε δύο περιοχές: το αρχικό τμήμα και το τμήμα κύριας ροής. Στην πρώτη, η κεντρική ταχύτητα ροής παραμένει σταθερή, ενώ στην δεύτερη, η κεντρική ταχύτητα ροής μειώνεται. Δεδομένου ότι το αρχικό μήκος τομής και το ιξώδες των δινικών και των δύο περιοχών σχετίζονται στενά με την αρχική ένταση τύρβης, αυτές οι δύο διαφορετικές περιοχές πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την επίλυση για κάθετους πίδακες. Άλλοι ερευνητές έχουν χωρίσει τη ροή της κουρτίνας αέρα σε τρεις διαφορετικές περιοχές: την περιοχή εξόδου, την περιοχή ανάπτυξης και την περιοχή αέρα επιστροφής, με τις ικανότητές τους σφράγισης να μειώνονται διαδοχικά. Οι δύο πρώτες περιοχές επηρεάζονται κυρίως από την ταχύτητα εξόδου της κουρτίνας αέρα, ενώ η τρίτη περιοχή επηρεάζεται κυρίως από τη δομή της εξόδου αέρα επιστροφής της κουρτίνας αέρα. Στην περιοχή εξόδου, η ταχύτητα ροής της κουρτίνας αέρα είναι υψηλή και κατευθυντική. το σημείο εκκίνησης και η κατεύθυνση της ροής στην περιοχή ανάπτυξης επηρεάζονται κυρίως από την περιοχή εξόδου. και η κατεύθυνση ροής στην περιοχή του αέρα επιστροφής παραμορφώνεται σημαντικά υπό την επίδραση της επίδρασης αναρρόφησης της εξόδου του αέρα επιστροφής. Η υπολογιστική δυναμική ρευστών (CFD) είναι μια αποτελεσματική τεχνική για τη βελτίωση της δομής του ψυκτικού εξοπλισμού και τη βελτιστοποίηση του εσωτερικού πεδίου ροής, επιτρέποντας την προσομοίωση λεπτομερών πεδίων θερμοκρασίας και ροής εντός της περιοχής ροής. Ορισμένοι μελετητές έχουν προσομοιώσει την ταχύτητα οργάνωσης της ροής αέρα και την κατανομή της θερμοκρασίας μέσα στην ψυχρή αποθήκευση χρησιμοποιώντας τεχνολογία CFD, παρέχοντας θεωρητικές αναφορές για τη βελτιστοποίηση των ρυθμίσεων του ανεμιστήρα και την τοποθέτηση των αγαθών σε ψυχρή αποθήκευση. Οι Zhao Xinxin et al. μελέτησε την επίδραση των οδηγών σιδηροτροχιών σε θαλάμους φορτηγών ψυγείων στην κατανομή της θερμοκρασίας στο εσωτερικό του θαλάμου μέσω αριθμητικής προσομοίωσης, παρέχοντας θεωρητική καθοδήγηση για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης φορτηγών ψυγείων πολλαπλών{11}ζωνών θερμοκρασίας ενός{10}}εξατμιστήρα.
Τα τελευταία χρόνια, η τεχνολογία CFD χρησιμοποιείται ευρέως σε προθήκες ψυγείων. Yu Kezhi et al. χρησιμοποίησε ένα μοντέλο δύο-ρευστών για την αριθμητική προσομοίωση της αεροκουρτίνας μιας κατακόρυφης βιτρίνας. Σε σύγκριση με το μοντέλο αναταράξεων Κ-ε, τα αποτελέσματα υπολογισμού αυτού του μοντέλου είναι πιο συνεπή με τις πειραματικές τιμές.
2. Βελτιστοποίηση Αεροκουρτίνας
Οι κύριες παράμετροι που επηρεάζουν την απόδοση των βιτρινών ψυγείων περιλαμβάνουν τη δομή της κηρήθρας, το ύψος της κουρτίνας αέρα, το πάχος της κουρτίνας αέρα και την ταχύτητα εξόδου αέρα. Δεδομένου ότι η κατανομή της ταχύτητας, η ένταση του στροβιλισμού και το πάχος της κουρτίνας αέρα σχετίζονται στενά με τη δομή της εξόδου αέρα, η δομή της εξόδου αέρα της ντουλάπας είναι ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει την απόδοση της κουρτίνας αέρα. Σε πρακτικές εφαρμογές, μια κυψελοειδής δομή χρησιμοποιείται συχνά στην έξοδο της κουρτίνας αέρα για τη μείωση της υπερβολικής έντασης αναταράξεων. Για να επιτευχθεί η κατάλληλη εξασθένηση του στροβιλισμού, ο λόγος του μήκους προς το άνοιγμα της δομής της κηρήθρας πρέπει να είναι μεγαλύτερος από 10.
Το μοτίβο ροής κουρτίνας αέρα που σχηματίζεται από την επάνω παροχή αέρα του ντουλαπιού σχετίζεται με παράγοντες όπως η ταχύτητα παροχής αέρα, το ύψος και το πάχος της κουρτίνας αέρα. Όταν το ύψος της κουρτίνας αέρα είναι 300 mm, η ταχύτητα του ανέμου πρέπει να φτάνει τουλάχιστον τα 0,6 m/s. όταν το ύψος είναι 800 mm, η ταχύτητα του ανέμου πρέπει να φτάσει τα 2 m/s για να σχηματιστεί μια σταθερή αεροκουρτίνα με λόγο διαστάσεων 1/5. Η αύξηση του πάχους της αεροκουρτίνας μπορεί να βελτιώσει την ικανότητα της κουρτίνας αέρα να σφραγίζει την ανοιχτή περιοχή, αλλά το υπερβολικό πάχος της κουρτίνας αέρα θα προκαλέσει απώλεια κρύου και θα αυξήσει την κατανάλωση ενέργειας της βιτρίνας του ψυγείου. Επομένως, το πάχος της εξόδου της κουρτίνας αέρα συνήθως ελέγχεται μεταξύ 50 και 80 mm. Μερικοί μελετητές χρησιμοποίησαν επίσης ταχυμετρία εικόνων σωματιδίων και τεχνολογία υπέρυθρης απεικόνισης για τη διεξαγωγή αριθμητικών προσομοιώσεων και πειραματικών μελετών σχετικά με τα χαρακτηριστικά ροής της κουρτίνας αέρα και πρότειναν ορισμένα αποτελεσματικά μέτρα για τη βελτιστοποίηση της αεροκουρτίνας. Cao et al. χρησιμοποίησε ένα βελτιωμένο μοντέλο δύο-ρευστών και ένα μοντέλο κρύου απωλειών δύο-ρευστών για να προσομοιώσει αριθμητικά τη μεταφορά θερμότητας και τη ροή της αεροκουρτίνας και του περιβάλλοντος αέρα, βελτιστοποιώντας ορθολογικά την αεροκουρτίνα και βελτιώνοντας την απόδοση της ντουλάπας.
Επί του παρόντος, οι ερευνητές επικεντρώνονται κυρίως στη μελέτη μηχανισμών και αριθμητικών μελετών της απόδοσης της αεροκουρτίνας των βιτρινών ψυγείων. Ωστόσο, η αριθμητική προσομοίωση εξακολουθεί να έχει ορισμένους περιορισμούς στην κατανόηση των μηχανισμών ροής και μεταφοράς θερμότητας και της διαδικασίας βελτιστοποίησης της κουρτίνας αέρα. Το μοντέλο πίδακα, το μοντέλο στρωτής ροής, το μοντέλο τάσης Reynolds και το μοντέλο δύο{2}ρευστών που αναπτύχθηκαν στη βιβλιογραφία ισχύουν μόνο για τις αντίστοιχες ειδικές συνθήκες τους. Συγκεκριμένα, σε αριθμητικούς υπολογισμούς χρησιμοποιούνται συνήθως δισδιάστατα μοντέλα σταθερής κατάστασης-που δεν μπορούν να μελετήσουν πιο σύνθετες καταστάσεις πιο κοντά στο πραγματικό περιβάλλον. Ως εκ τούτου, απαιτούνται περαιτέρω βελτιώσεις στις ερευνητικές μεθόδους και στα πειραματικά σχήματα σε μελλοντική έρευνα.
