基于CFD的荔枝液氮速冻热通量与空间温度均匀性协同优化OA

针对液氮速冻机腔内温度场分布不均及换热效率低导致的冷冻品质问题,该研究提出了一种基于热通量与空间温度均匀性系数双目标优化的调控方法。通过风场-颗粒轨迹耦合分析,设计环绕风扇分布与上下“S”形分布两种新型结构。构建了包含喷嘴分布、风扇转速(800~1 200 r/min)与喷射角度(0°~90°)的多参数空间,用加权评估法综合热通量与空间温度均匀性系数作为综合评估值,并运用网格搜索法确定较优参数组合。结果表明:环绕风扇分布下风扇转速为841 r/min、喷射角度为90°时,与基础工况相比,系统热通量提升42.87%,空间温度均匀性系数提升4.09%,表明该方法可有效改善工艺性能。通过实机验证可知在该组合下荔枝裂果率降低了6.6%,目标温度达成率提升了13.3%。该优化方法可为荔枝冷冻工艺提供有效的技术依据与参考。