Clabso应用之高温设备气流模拟及优化
作业说明
1、本项目为高温设备，设备内部要求满足一定的温度和换气次数要求，以保证产品的存储环境。
2、该结构初步设计方案为顶部双侧送风，并配合吊顶，保证箱体内的温度和气流要求。现期望通过气流模拟，以验证气流组织结构及温度分布情况是否满足设计要求，并对设计方案进行优化改进。
3、仿真模拟需要输出内容：
a)有无吊顶情况下气流组织方案（温度场，速度场分布）评估；
b)确定吊顶和内部间距的最优设计距离；
c)货架仿真优化布置，确定最优布置方案；
d)货架满载时的温度场速度场模拟。
结果分析
作业说明
1、本项目为高温设备，设备内部要求满足一定的温度和换气次数要求，以保证产品的存储环境。
2、该结构初步设计方案为顶部双侧送风，并配合吊顶，保证箱体内的温度和气流要求。现期望通过气流模拟，以验证气流组织结构及温度分布情况是否满足设计要求，并对设计方案进行优化改进。
3、仿真模拟需要输出内容：
a)有无吊顶情况下气流组织方案（温度场，速度场分布）评估；
b)确定吊顶和内部间距的最优设计距离；
c)货架仿真优化布置，确定最优布置方案；
d)货架满载时的温度场速度场模拟。
结果分析
评估是否吊顶
01
方案说明：
1、方案一：没有吊顶；
2、方案二：有吊顶，两侧向下吹风，侧边间距120mm；
3、方案三：有吊顶，四侧向下吹风，侧边间距120mm。
结果说明：
4、经过模拟分析有吊顶方案优于无吊顶方案。两侧开口方案优于四侧开口方案；
5、由于风机设备的两侧开口的限制，同时实际装配环境不支持其他导流结构的配合，有吊顶情况下，气流效率明显高于无吊顶情况，温度的均匀性及气流的顺畅性都优于无吊顶情况。
1.1风机上层气流情况对比
1、风机气流张口无明显变化，三个方案气流效率几乎均等；
2、方案三虽然在四侧开口，但是并为对气流向下输送提供明显的贡献；
3、方案一除去主风道外，气流速度明显较低，不利于风量的对下方的引导。
1.2工作区气流分布对比
方案说明：
1、方案一，无吊顶，上部气流分散严重；
2、方案二，有吊顶，气流完全从侧面进入，中间的0.4m/s以上气流的区域范围从下往上比较均匀；
3、方案三，整体气流比较涣散，到工作区的中心区域气流速度严重下降。
方案说明：
1、方案一，无吊顶，工作区和顶部气流交互较多；
2、方案二，有吊顶，气流完全从侧面进入，中间的0.5m/s以上气流的区域范围从下往上比较均匀，气流单向性良好；
3、方案三，整体气流比较涣散，侧面横向风较大。
1.3工作区温度分布对比
方案说明：
1、方案一，无吊顶，下部气流温度偏高；
2、方案二，有吊顶，气流完全从侧面进入，均匀性较好；
3、方案三，整体气流比较涣散，下部气流温度偏高。
方案说明：
1、方案一，无吊顶，气流正压不够，侧边的货架温度偏高，工作区温差±1.5℃；
2、方案二，有吊顶，气流完全从侧面进入，整体气流温度均匀性良好，工作区温差±1℃；
3、方案三，整体气流比较涣散，侧边货架温度偏高，工作区温差±1.5℃。
调整两侧开口尺寸方案
02
方案说明：
1、方案二：侧边全开，侧边距离120mm；
2、方案四：侧边封闭40cm，侧边距离120mm；
3、方案五：侧边封闭80cm，侧边距离120mm；
结果说明：
4、经过模拟分析，方案五优于方案二和方案四；
5、方案二、四、五，在角落处及无开口面的气流结构差别较小，方案五和方案六有明显的+效率提升。整体气流顺畅上改进明显。
2.1风机上层气流情况对比
1、风机气流张口无明显变化，三个方案气流效率几乎均等；
2、方案三虽然在四侧开口，但是并为对气流向下输送提供明显的贡献；
3、方案一除去主风道外，气流速度明显较低，不利于风量的对下方的引导。
2.2工作区气流分布对比
方案说明：
1、方案一：无吊顶，上部气流分散严重；
2、方案二：有吊顶，气流完全从侧面进入，中间的0.4m/s以上气流的区域范围从下往上比较均匀；
3、方案三：整体气流比较涣散，到工作区的中心区域气流速度严重下降。
方案说明：
1、方案一：无吊顶，工作区和顶部气流交互较多；
2、方案二：有吊顶，气流完全从侧面进入，中间的0.5m/s以上气流的区域范围从下往上比较均匀，气流单向性良好；
3、方案三：整体气流比较涣散，侧面横向风较大。
2.3工作区温度分布对比
方案说明：
1、方案一：无吊顶，下部气流温度偏高；
2、方案二：有吊顶，气流完全从侧面进入，均匀性较好；
3、方案三：整体气流比较涣散，下部气流温度偏高。
方案说明：
1、方案一：无吊顶，气流正压不够，侧边的货架温度偏高，工作区温差±1.5℃；
2、方案二：有吊顶，气流完全从侧面进入，整体气流温度均匀性良好，工作区温差±1℃；
3、方案三：整体气流比较涣散，侧边货架温度偏高，工作区温差±1.5℃。
评估点及优化设计
评估点及优化设计
选取优秀方案进行对比
我们优选了方案五作为最优方案，将着重对比方案二与方案五，方案二是原始的两侧开口的吊顶方案，方案五在方案二的基础上减少了两侧开口的面积，但是保持了开口与墙体的间距。
评估1：中间区域气流效率 对比分析
对比分析：
1、中间部分，在同样的风机流量下，方案二只在底部及风机回风口附近，速度达到0.8m/s,而方案五中间大部分区域都达到了0.8m/s以上，只在货架及货架上部部分空间，速度偏低。
2、气流方向整体呈现从下往上，方案五的角度更大，且在门位置无低速乱流。
评估2：中间区域气流效率 对比分析
对比分析：
1、中间部分，在同样的风机流量下，方案二只在底部及风机回风口附近，速度达到0.8m/s,而方案五中间大部分区域都达到了0.8m/s以上，只在货架及货架上部部分空间，速度偏低。
2、气流方向整体呈现从下往上，方案六的角度更大，且在门位置无低速乱流。
评估3：货架附近气流 对比分析
对比分析：
1、相比方案五，方案二气流结构，因气流速度的影响，下部的货架过风量不足。
2、整体气流效率，方案五优于方案二。
评估5：压力对比分析
对比分析：
1、方案二的吊顶上方与吊顶下方的压力差只有1pa左右。方案五的压力差达到了4pa。
2、整体气流效率，方案五优于方案二。
结论
结论
经过仿真验证比较，选择有吊顶方案。并使用两侧开口，开口侧封闭两侧，只保留中间部位的开口的方案。也就是上述方案中的方案五。
进一步优化方向建议
1、目前的气流乱流区主要集中在货架之间，及边角附近。就目前的结构来说，是无法解决工作区上部顶端四个角落和两侧为开口区域的盲区。
2、如可以增加吊顶上部的导流板等，可以选择四面开口的方式。配合导流板进行优化，以解决结构的不对称性引起的气流盲区。
