马铃薯气调集装箱内换热与气体组分浓度变化的数值模拟研究

摘要

本研究旨在通过数值模拟方法深入探讨气调集装箱内马铃薯贮藏环境的关键因素，为内蒙古地区气调集装箱技术的优化与应用提供理论依据。采用计算流体力学（CFD）方法，结合多孔介质理论与用户自定义函数（UDF）编程，建立了一个考虑马铃薯呼吸代谢效应的三维瞬态数值模型。在此基础上，研究了不同送风速度（2.000 m/s、5.000 m/s、6.000 m/s）对气流速度场、氧气和二氧化碳浓度分布以及温度演变过程的影响。模拟结果表明，送风速度对流场结构及气体浓度分布具有显著影响，其中5.000 m/s的送风速度在平衡能耗与气体置换效率的基础上，能够实现气体分布与温度场的更均匀性。在气流分布上，近入口处的高速射流和强迫对流导致气体浓度变化较为剧烈，而中后部区域则呈现出浓度梯度的逐步减缓和温度的稳定趋势。本研究明确了气体传输过程中的主要传输机制，揭示了其对贮藏环境均匀性的影响，为内蒙古地区马铃薯气调集装箱贮藏的应用提供了科学依据。

关键词

计算流体力学(CFD) / 气调集装箱 / 马铃薯 / 气体浓度 / 贮藏