气调包装机气体置换结构优化与内部三维流场模拟

目的 针对现有的气体置换装置存在工作过程中气体置换精度不高、置换率低、内部流场复杂紊乱等问题,对DF-520型气调包装机气体置换装置结构进行了改进以及内部流场数值模拟。方法 运用FLUENT软件在进口压力为20 kPa,混配O2体积分数为2%、CO2体积分数为28%、N2体积分数为70%的边界条件下对新旧2种换气装置进行数值模拟和对比分析,进一步通过样机试验对比分析2种模型的气体置换率和气体置换精度。结果 数值模拟结果表明,与旧构型相比,新构型置换腔内部气体流速较平均、强流区面积小、漩涡区少、气体流向一致性高、气体置换速度快;样机试验结果表明,新旧构型气体置换装置平均气体置换率分别为99.2%和95.6%,新构型目标气体体积分数标准差、平均相对偏差以及变异系数更小。结论 本研究表明,优化后的气体置换装置气流分布更稳定,置换精度达到设计要求,工作效率更高,适用于气调包装机的包装工作,能为后续研究提供思路。