冻干食品时, 冷冻阶段通常在冷库内进行。运用CFD数值模拟理论, 建立合理的冷库模型,模拟冷库在瞬态启动机组预冷、停机除霜及冷库大门处开关门这三种情况对库内气流布置及流场参数(如温度、湿度、空气组成等)对冷冻过程的冷量分布、传热效率、产品的品质有着极为重要的作用,并可为冷库的优化设计提供理论基础。

典型的冷库的物理模型如图2-4所示。

数学模型一般采用工程上广泛使用的标准κ-ε模型求解流动及换热问题，此模型共包含的5个控制方程，分别是连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程、湍动能κ方程及湍动耗散率ε方程。对于近壁处由于空气流动缓慢，呈贴壁状态，其流动有可能出现层流现象，所以对这一区域的气流采用壁面函数法处理。