李 锦1，谢如鹤2
（1.韶关学院汽车系 广东 韶关 512005；2.广州大学物流与运输研究所 广东 广州 510006）
摘要：针对冷藏车厢优化设计中的多目标问题，考虑到车厢体传热、车厢密封性、货物呼吸热、以及车厢主要设计变量的实际约束条件，以车厢体传热系数最小与车厢内空间体积最大为目标函数，建立了冷藏车厢优化设计模型，利用matlab软件对冷藏车厢进行参数优化，并分析了不同参数条件下车厢内部体积空间与车厢体传热系数变化规律，以及最佳厢体隔热材料厚度。结果表明：不同车速、不同隔热材料厚度、不同隔热材料导热系数条件下对应的车厢体最优体积与传热系数各不相同；同时满足最佳车厢体总传热系数与最大车厢内体积条件的车厢体隔热材料最佳厚度，随着最佳车厢体传热系数的增大而增大。
关键词：冷藏车厢多目标约束 matlab 参数优化
中图分类号: U469.6+6 文献标识码：A 文章编号:
Optimize design insulated compartment of refrigerated trucks basedon multi-objective constraints
LIJin1, Xie Ruhe2
(1Automabile Department of ShaoguanUniversity, Shaoguan 512005, China; 2. Logistics and Transport Institute ofGuangzhou University , Guangzhou, 510006, China)
Abstract:Aiming at the problem ofmulti-objective optimization design for refrigerated compartment, comprehensively considering the actual constraints of the compartmentheat transfer, the compartment seal，the respiratory heat of goods within the refrigerated compartmentand main design parameters of refrigerated compartment, the smallest heat transfercoefficient and the maximum internal space of compartment as the objectivefunction, the optimal design model of refrigeratedcompartment was established. Parameters were optimized of the refrigeratedcompartment with matlab software, analysis of the variation of compartment interior space and compartmentheat transfer coefficient, and the best thickness of compartment insulationmaterial under different parameters. The results showed that different speeds,different speeds, different thickness of the insulation material, differentthermal conductivity of insulation materials, the smallest heat transfercoefficient and the maximum internal space of compartment are not the same;when the optimal compartment heat transfer coefficient and the optimal internalspace of compartment conditions at the simultaneously time meet, thicknessincreases of compartment insulation material along with the optimal compartmentheat transfer coefficient increases.
Key words: refrigerated compartments Multi-objective constraint Matlab Parameters optimize
引言
冷藏车厢是冷藏车最重要的部件之一[1]，车厢内温度高低及均匀性将影响所运易腐食品品质[2～3]。其中，车厢体的总传热系数、车厢内的有效容积，以及制冷机组的热负荷大小等是车厢体结构设计上的重要指标参数[4～7]，上述参数将对冷藏车降温特性、车厢内温度波动与均匀性造成直接影响[4～5,8～9]。实际中，车厢传热系数越小，则热负荷越小，越节能；在一定的外形尺寸下，车厢内的有效容积越大，则车厢体制造成本越低，可见，传热系数要求小与车厢内容积要求大是一个矛盾的问题。
以往，谢如鹤、杨培志等对铁路冷藏车传热系数进行了单目标优化[6～7]，罗继美等对不同车速条件下的最佳传热系数进行了计算[10]，作者本人也对影响冷藏车厢热稳定性的因素进行了分析[9]，但都未涉及到同时要求车厢传热系数最小、车厢内部容积最大等多目标问题。与此同时，车厢体的传热系数又由车辆运行速度、车内空气流速、隔热材料的厚度及其导热系数等决定，并随这些参数的变化而变化。由此看来，影响这些指标参数的因素很多，设计计算过程参数之间又相互牵制，有一定的关联关系。王德彬等对冷藏车厢各侧面最佳厚度的多目标优化设计问题提出过求解思路[1]，但对于优化算法等问题未进行具体阐述，也未考虑到车厢装载空间要求大的这一因素。因此，在车厢体外形尺寸一定，对不同车速、不同车厢隔热材料导热系数条件下，同时满足车厢体传热系数最小、车厢内容积最大的车厢最佳隔热材料厚度进行优化设计研究很有必要，相关研究成果可为冷藏车厢生产厂家提供设计参考。