中國(guó)報(bào)告大廳網(wǎng)訊，如今，消費(fèi)者對(duì)于高品質(zhì)、方便儲(chǔ)存和營(yíng)養(yǎng)豐富的食品需求日益增長(zhǎng)。冷凍干燥技術(shù)能夠?qū)⑹称分械乃秩コ?，同時(shí)保持其原有的色香味和營(yíng)養(yǎng)成分。在休閑食品、速食食品以及高端食材加工等方面，冷凍干燥機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。以下是2024年冷凍干燥機(jī)市場(chǎng)分析。
近年來(lái)，冷凍干燥機(jī)的技術(shù)不斷革新。智能化控制系統(tǒng)的引入使得設(shè)備的操作更加精準(zhǔn)、便捷。操作人員可以通過電腦程序精確地控制干燥過程中的溫度、壓力等參數(shù)，提高了干燥效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，新型的制冷技術(shù)和真空技術(shù)的應(yīng)用，降低了設(shè)備的能耗，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性。這使得冷凍干燥機(jī)不僅在大型企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，一些中小型企業(yè)也開始有能力購(gòu)置和使用。技術(shù)的進(jìn)步還促使冷凍干燥機(jī)的生產(chǎn)效率提高，單位時(shí)間內(nèi)能夠處理更多的物料，從而滿足市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的需求。
隨著全球食品貿(mào)易的不斷發(fā)展，對(duì)于能夠長(zhǎng)時(shí)間保存且便于運(yùn)輸?shù)膬龈墒称沸枨笠苍谠黾樱M(jìn)一步推動(dòng)了冷凍干燥機(jī)市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大?！?a href="http://www.74cssc.cn/report/15304855.html" target="_blank">2024-2029年中國(guó)冷凍干燥機(jī)行業(yè)市場(chǎng)分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》指出，全球冷凍干燥設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模在2023年達(dá)到168.81億元人民幣，并預(yù)計(jì)到2029年將增長(zhǎng)至276.54億元人民幣，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為8.23%。
全球?qū)萍紕?chuàng)新的重視程度不斷提高，科研經(jīng)費(fèi)的投入也在增加，這無(wú)疑會(huì)帶動(dòng)冷凍干燥機(jī)在科研領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)。這一增長(zhǎng)主要得益于食品、制藥、生物技術(shù)以及化工等行業(yè)對(duì)高品質(zhì)、高效率干燥設(shè)備的需求不斷增加。在中國(guó)市場(chǎng)，冷凍干燥機(jī)同樣展現(xiàn)出了強(qiáng)勁的增長(zhǎng)動(dòng)力。2023年，中國(guó)冷凍干燥機(jī)市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到49.51億元人民幣，顯示出巨大的市場(chǎng)潛力和發(fā)展空間。
隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展，對(duì)各類藥品的穩(wěn)定性和保存要求越來(lái)越高。例如生物制藥中的疫苗、蛋白類藥物等，這些藥物成分對(duì)環(huán)境極為敏感，冷凍干燥技術(shù)能夠在低溫低壓下將藥物中的水分去除，同時(shí)最大程度地保留藥物的活性成分。眾多制藥企業(yè)為了確保藥品質(zhì)量，對(duì)冷凍干燥機(jī)的需求持續(xù)增長(zhǎng)。
在冷凍干燥機(jī)市場(chǎng)中，食品用凍干機(jī)行業(yè)占據(jù)了重要地位。近年來(lái)，隨著消費(fèi)者對(duì)食品品質(zhì)和口感要求的提高，以及食品加工業(yè)的快速發(fā)展，食品用凍干機(jī)行業(yè)呈現(xiàn)出穩(wěn)健的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。特別是在市場(chǎng)規(guī)模方面，中國(guó)食品用凍干機(jī)行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模在2023年已擴(kuò)大至12.4億元人民幣，相較于前一年實(shí)現(xiàn)了15.9%的同比增長(zhǎng)。這一增長(zhǎng)不僅反映了食品用凍干機(jī)行業(yè)的活躍度和市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，也體現(xiàn)了行業(yè)內(nèi)企業(yè)的投資增加和實(shí)力增強(qiáng)。此外，食品用凍干機(jī)行業(yè)的單位數(shù)量規(guī)模和人員規(guī)模也在逐年穩(wěn)步上升，進(jìn)一步證明了該行業(yè)的繁榮和持續(xù)發(fā)展?jié)摿Α?
綜上所述，冷凍干燥機(jī)市場(chǎng)規(guī)模在未來(lái)幾年內(nèi)將繼續(xù)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但也需要企業(yè)不斷適應(yīng)市場(chǎng)需求和技術(shù)變革，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)拓展能力，以應(yīng)對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和不斷變化的市場(chǎng)環(huán)境。
中國(guó)報(bào)告大廳網(wǎng)訊，全球人口增長(zhǎng)與消費(fèi)者對(duì)食品質(zhì)量、安全性的要求提高，推動(dòng)冷凍干燥機(jī)行業(yè)快速發(fā)展。凍干技術(shù)可保留食品的營(yíng)養(yǎng)成分和口感，滿足高品質(zhì)需求，以下是2025年冷凍干燥機(jī)場(chǎng)規(guī)模分析。
《2025-2030年中國(guó)冷凍干燥機(jī)行業(yè)運(yùn)營(yíng)態(tài)勢(shì)與投資前景調(diào)查研究報(bào)告》指出，2023年全球冷凍干燥機(jī)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)168.81億元，預(yù)計(jì)到2029年將增長(zhǎng)至276.54億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為8.23%。這一增長(zhǎng)主要由制藥、生物技術(shù)、食品加工等行業(yè)的精密需求驅(qū)動(dòng)。
2023年中國(guó)冷凍干燥機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為49.51億元，預(yù)計(jì)2025年突破200億元，2021-2025年CAGR達(dá)15%。國(guó)家“十四五”規(guī)劃將凍干設(shè)備納入高端裝備制造重點(diǎn)領(lǐng)域，給予30%以上研發(fā)補(bǔ)貼;新版GMP標(biāo)準(zhǔn)要求制藥企業(yè)凍干過程全程可追溯，推動(dòng)設(shè)備智能化升級(jí)。
mRNA疫苗生產(chǎn)需配置3-5臺(tái)大型壓蓋型凍干機(jī)，輝瑞、默克等企業(yè)年度采購(gòu)預(yù)算同比增長(zhǎng)25%以上。例如，東富龍的制藥用凍干機(jī)獲FDA/EMA雙認(rèn)證，2024年海外營(yíng)收增長(zhǎng)顯著。中國(guó)GMP、美國(guó)FDA、歐盟EMA等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)制藥用凍干設(shè)備的無(wú)菌性、穩(wěn)定性提出更高要求，推動(dòng)低標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備加速淘汰。2024年國(guó)產(chǎn)設(shè)備在醫(yī)藥領(lǐng)域市占率已達(dá)68.3%，預(yù)計(jì)2025年將提升至72.1%。
2023年國(guó)內(nèi)冷凍干燥食品市場(chǎng)規(guī)模達(dá)120億元，預(yù)計(jì)2030年增至300億元。凍干咖啡、果蔬脆片、嬰配奶粉等產(chǎn)品的產(chǎn)能擴(kuò)張，推動(dòng)中試型和生產(chǎn)型設(shè)備需求增長(zhǎng)。例如，雀巢、中糧等龍頭企業(yè)設(shè)備更新?lián)Q代周期縮短至5年以內(nèi)。2023年中國(guó)凍干寵物食品市場(chǎng)規(guī)模達(dá)612億元，同比增長(zhǎng)38.7%，預(yù)計(jì)2025年突破千億大關(guān)。寵物主對(duì)寵物健康重視度提升，愿意為高品質(zhì)寵物食品買單，推動(dòng)凍干技術(shù)普及。
全球環(huán)保政策趨嚴(yán)，節(jié)能型設(shè)備成為市場(chǎng)主流。2025年能效比超2.0的節(jié)能型設(shè)備占比超65%，單臺(tái)設(shè)備年節(jié)電量達(dá)5萬(wàn)度，碳排放降低50%以上。例如，新型熱泵回收系統(tǒng)和多級(jí)真空控制技術(shù)的應(yīng)用，使設(shè)備能耗較傳統(tǒng)機(jī)型下降15%-20%。
冷凍干燥機(jī)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析指出，智能化設(shè)備集成PLC控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)和數(shù)據(jù)采集模塊，提升生產(chǎn)過程的自動(dòng)化水平和操作便捷性。例如，東富龍的原位壓塞干燥倉(cāng)通過數(shù)據(jù)追溯功能，使西林瓶密封合格率達(dá)99.99%，顯著提升生產(chǎn)效率。
國(guó)產(chǎn)企業(yè)通過技術(shù)引進(jìn)與自主研發(fā)，產(chǎn)品性能逐步接近國(guó)際水平，且價(jià)格僅為進(jìn)口設(shè)備的60%-75%。2024年國(guó)產(chǎn)設(shè)備全球市場(chǎng)份額從2020年的15%提升至28%，東富龍等企業(yè)海外營(yíng)收增長(zhǎng)顯著。例如，東富龍的制藥用凍干機(jī)獲FDA/EMA雙認(rèn)證，2024年海外營(yíng)收占比超30%。
綜合來(lái)看，冷凍干燥機(jī)市場(chǎng)正處于技術(shù)革命與產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵期。技術(shù)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)性升級(jí)、政策紅利的持續(xù)釋放、健康需求的爆發(fā)式增長(zhǎng)，共同推動(dòng)市場(chǎng)向智能化、綠色化、模塊化方向演進(jìn)。
中國(guó)報(bào)告大廳網(wǎng)訊，當(dāng)前，真空冷凍干燥技術(shù)在生物工程、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、材料科學(xué)和農(nóng)副產(chǎn)品深加工等多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用愈發(fā)廣泛。隨著行業(yè)發(fā)展，冷凍干燥機(jī)市場(chǎng)需求不斷提升，美國(guó)、英國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家的凍干機(jī)已形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，擱板面積從不到一平方米覆蓋至幾十平方米，擁有十幾種規(guī)格。而我國(guó)此前在冷凍干燥機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，多采用材料力學(xué)簡(jiǎn)化計(jì)算與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合的方式，這種方式雖有一定可靠性，但存在設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)組件冗余、用材質(zhì)量大、成本高且效益低等問題，削弱了產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。在此背景下，將現(xiàn)代仿真技術(shù)引入真空冷凍干燥機(jī)設(shè)計(jì)，成為提升我國(guó)冷凍干燥機(jī)設(shè)計(jì)水平、增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵方向。以下是2025年冷凍干燥機(jī)行業(yè)技術(shù)分析。
目前，制備型真空冷凍干燥機(jī)主要由冷凍干燥箱、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)幾大部分構(gòu)成，這些部分的搭配與取舍可形成不同設(shè)計(jì)方案。其中，冷凍干燥箱是能制冷至 - 50℃左右、加熱到 + 70℃左右的高低溫密閉真空箱體，是冷凍干燥機(jī)的主要組成部件;擱板作為冷凍干燥箱內(nèi)的核心部件，負(fù)責(zé)對(duì)制品進(jìn)行預(yù)冷、升溫與干燥。制品品質(zhì)與擱板的制冷溫度、加熱溫度、干燥時(shí)的真空度三個(gè)主要參數(shù)密切相關(guān)。在這三個(gè)參數(shù)中，加熱溫度因電加熱裝置功率穩(wěn)定可控、硅油作為傳熱介質(zhì)易實(shí)現(xiàn)熱量調(diào)節(jié)，真空度雖控制復(fù)雜但可精確控制，而制冷溫度較難理想控制，需通過擱板最低溫度、擱板降溫速率、擱板控溫精度綜合評(píng)價(jià)?；诖?，在冷凍干燥機(jī)設(shè)計(jì)中，需重點(diǎn)圍繞冷凍干燥箱和擱板展開，借助三維 CAD 技術(shù)完成三維造型、虛擬組裝、工程圖生成等工作，同時(shí)利用 CAE 技術(shù)對(duì)冷凍干燥箱進(jìn)行靜強(qiáng)度及模態(tài)分析，通過 FLUENT 軟件分析冷凍干燥箱氣體流場(chǎng)軌跡和擱板內(nèi)溫度場(chǎng)變化，以此發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題、縮短研發(fā)周期、提高經(jīng)濟(jì)效益。
在冷凍干燥箱設(shè)計(jì)中，首先使用 Pro/ENGINEER 進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，再通過其數(shù)據(jù)接口將模型傳遞至 ANSYS 環(huán)境開展有限元計(jì)算，以獲取冷凍干燥箱的機(jī)械性能。靜力學(xué)分析主要用于研究結(jié)構(gòu)在給定靜力載荷條件下的響應(yīng)，涉及結(jié)構(gòu)的位移、約束反力、應(yīng)力及應(yīng)變等參數(shù)。
按照設(shè)計(jì)要求，冷凍干燥機(jī)的冷凍干燥箱結(jié)構(gòu)采用從局部到整體的造型方法建模，該箱體由若干零部件焊接裝配而成，利用 CAD 軟件造型時(shí)，從標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)件開始拼合相關(guān)結(jié)構(gòu)體即可得到整體結(jié)構(gòu)模型。進(jìn)行有限元分析時(shí)，各結(jié)構(gòu)件按焊接成一個(gè)整體處理。設(shè)計(jì)初期結(jié)合經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)與材料力學(xué)簡(jiǎn)化算法確定設(shè)計(jì)參數(shù)初始值，再通過 Pro/ENGINEER 完成輔助實(shí)體造型，得到冷凍干燥箱體模型。
構(gòu)建的有限元模型中，有限元網(wǎng)格單元數(shù)為 155181，節(jié)點(diǎn)數(shù)為 56519。網(wǎng)格劃分完成后，根據(jù)冷凍干燥箱實(shí)際工作狀態(tài)添加載荷與邊界條件，例如對(duì)箱體上表面和側(cè)面施加大氣壓力，對(duì)底面附加擱板等內(nèi)部零部件重力，以此驗(yàn)證冷凍干燥箱體強(qiáng)度的可靠性，并通過分析得到應(yīng)力分析云圖與位移分析云圖。
模態(tài)分析是了解結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的重要手段，已廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性修改、優(yōu)化設(shè)計(jì)、故障診斷、狀態(tài)檢測(cè)等領(lǐng)域，能將機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從經(jīng)驗(yàn)、類比和靜態(tài)設(shè)計(jì)方法轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，且與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)結(jié)合后，可為產(chǎn)品改進(jìn)提供可靠理論依據(jù)。
真空冷凍干燥機(jī)在使用過程中動(dòng)力學(xué)特征明顯，設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮振動(dòng)和噪音問題，避免實(shí)際工況中因振動(dòng)引發(fā)共振或疲勞，破壞結(jié)構(gòu)氣密性。由于冷凍干燥箱剛性較差，易在壓縮機(jī)及循環(huán)泵運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生共振，因此將其作為分析對(duì)象。在分析過程中，先定義分析類型和分析選項(xiàng)，再進(jìn)行固有頻率的有限元計(jì)算，分析所用材料參數(shù)為彈性模量 210GPa，泊松比 0.3，密度7800 kg/m3。經(jīng)計(jì)算，得到冷凍干燥箱 1、2、3 階振動(dòng)頻率分別為 114.55Hz、228.62Hz、318.41Hz，并獲取了對(duì)應(yīng)的 1 階、2 階、3 階振動(dòng)云圖。通過仿真分析可發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的不合理之處，如部分部位應(yīng)力水平較高，即便排除未考慮焊縫引發(fā)的應(yīng)力集中因素，應(yīng)力分布不均仍會(huì)導(dǎo)致各部分疲勞壽命差異及材料使用不合理，因此需調(diào)整筋板布置方式，在應(yīng)力過高處適當(dāng)增加加強(qiáng)筋板，同時(shí)調(diào)整布局以降低振動(dòng)頻率。
計(jì)算流體力學(xué)(CFD)是多學(xué)科交叉領(lǐng)域，具有成本低、能模擬復(fù)雜或理想過程等優(yōu)勢(shì)，近 20 年發(fā)展迅速，涉及流體力學(xué)、偏微分方程數(shù)學(xué)理論、計(jì)算幾何、數(shù)值分析、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科，其水平最終體現(xiàn)在解決實(shí)際問題的能力上，如今已成為流體力學(xué)研究的重要手段。
在冷凍干燥機(jī)設(shè)計(jì)中，加熱系統(tǒng)的關(guān)鍵在于節(jié)省能源、提高熱效率。由于真空狀態(tài)下傳熱主要依靠輻射和傳導(dǎo)，傳熱效率低，近來(lái)出現(xiàn)調(diào)壓升華法，其中充入干燥無(wú)菌氣體的方式既能提高冷凍干燥箱壓強(qiáng)，又不會(huì)增加冷凝器負(fù)荷，是較為理想的調(diào)壓方式。借助 CFD 仿真技術(shù)，可預(yù)測(cè)冷凍干燥箱內(nèi)不同配氣口充入干燥無(wú)菌氣體的氣流分布情況，為設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。具體而言，構(gòu)建了冷凍干燥箱底部進(jìn)氣和側(cè)壁四點(diǎn)均布進(jìn)氣兩種氣流形式的三維分析模型，建立內(nèi)部氣體流場(chǎng)分布計(jì)算模型，隨后進(jìn)行網(wǎng)格劃分與邊界條件確定，得到底部進(jìn)氣分析有限元模型和側(cè)壁進(jìn)氣分析有限元模型。
FLUENT 軟件能較準(zhǔn)確地呈現(xiàn)流體流動(dòng)細(xì)節(jié)，如速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)分布的時(shí)變特性，不僅可預(yù)測(cè)流體產(chǎn)品整體性能，還能從對(duì)流暢分析中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題，基于此提出的改進(jìn)方案只需計(jì)算一次即可判斷效果，因此利用 FLUENT 求解器進(jìn)行設(shè)置與求解，得到底部進(jìn)氣流場(chǎng)云圖和側(cè)壁進(jìn)氣流場(chǎng)云圖。
擱板設(shè)計(jì)水平直接決定冷凍干燥機(jī)整機(jī)性能，合理的擱板換熱流路布局、用材及較小的熱慣性，可大幅降低控制系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)等的功耗負(fù)荷和故障率，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)冷卻速率，提升細(xì)胞存活率、產(chǎn)品物理形狀及溶解速度。為保證擱板熱均勻性好、熱慣性小，在設(shè)計(jì)中采用 CFD 技術(shù)構(gòu)建熱傳導(dǎo)模型，在 Pro/ENGINEER 中建立均布內(nèi)流路擱板三維模型，進(jìn)而構(gòu)建流路有限元模型。
使用 FLUENT 對(duì)溫度流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)，需設(shè)置流體性質(zhì)，如溫度、密度、傳熱系數(shù)等，分析選用 k-Epsilon 流體方程模型，工作環(huán)境為室溫條件，給定的流場(chǎng)邊界條件為入口速度 0.5m/s、溫度 323K，出口壓強(qiáng)設(shè)為相對(duì)大氣壓強(qiáng)，其他為固定無(wú)滑移壁面(wall)，導(dǎo)流系數(shù)為13.9w/m2?°C。通過 FLUENT 生成速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)圖形并分析，得到流路溫度場(chǎng)分布云圖。
擱板分析中，流路溫度變化對(duì)擱板熱均布的影響涉及兩種以上物理場(chǎng)的交叉作用與相互影響，屬于流 - 固耦合分析問題。流路溫度場(chǎng)分布通過 FLUENT 計(jì)算得出，但 FLUENT 無(wú)法實(shí)現(xiàn)擱板溫度分析，需將 FLUENT 計(jì)算結(jié)果作為載荷加載到 ANSYS 的固體有限元模型中，實(shí)現(xiàn)流 - 固耦合分析。構(gòu)建擱板有限元模型并導(dǎo)入分析流路，計(jì)算后得到均布內(nèi)流路擱板溫度分布云圖。借助 CFD 方法模擬冷凍干燥箱和擱板內(nèi)流體流動(dòng)、傳熱等現(xiàn)象，可提升冷凍干燥機(jī)概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和改進(jìn)設(shè)計(jì)的效能，在工程應(yīng)用中，通過 CFD 分析能明確問題產(chǎn)生機(jī)理，指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作，節(jié)省人力、物力和時(shí)間，助力總結(jié)規(guī)律。
《2025-2030年全球及中國(guó)冷凍干燥機(jī)行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)研及發(fā)展前景分析報(bào)告》將 CAD、CAE 等先進(jìn)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)手段應(yīng)用于真空冷凍干燥機(jī)研發(fā)，能夠有效縮短設(shè)計(jì)周期、保證設(shè)計(jì)質(zhì)量、提高整體設(shè)計(jì)水平，減少開發(fā)成本。CAE 技術(shù)可在設(shè)計(jì)初期發(fā)現(xiàn)問題，基于有限元的優(yōu)化分析能為設(shè)計(jì)提供改進(jìn)方向，通過數(shù)值仿真分析獲取應(yīng)力應(yīng)變分布情況，調(diào)整關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸，減小應(yīng)力應(yīng)變，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
基于 ANSYS Fluent 軟件的模擬計(jì)算，能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)真空冷凍干燥機(jī)工作過程中氣體在冷凍干燥箱內(nèi)的流動(dòng)情況，為設(shè)計(jì)適宜的進(jìn)配氣結(jié)構(gòu)提供技術(shù)參考。通過該軟件對(duì)真空冷凍干燥箱內(nèi)氣流工況進(jìn)行數(shù)值仿真發(fā)現(xiàn)，側(cè)壁四點(diǎn)均布進(jìn)氣口設(shè)計(jì)方案有利于凍干箱內(nèi)注入惰性氣體對(duì)加熱擱板的均勻包覆，實(shí)現(xiàn)無(wú)氧環(huán)境下的壓蓋封裝，其進(jìn)氣方式優(yōu)于底部單進(jìn)氣口設(shè)計(jì)方式，這一結(jié)論對(duì)深入研究真空冷凍干燥技術(shù)機(jī)理及設(shè)計(jì)新型進(jìn)配氣裝置具有重要指導(dǎo)意義。同時(shí)，利用 ANSYS Fluent 軟件對(duì)真空冷凍干燥機(jī)加熱擱板溫度分布情況進(jìn)行數(shù)值仿真，為擱板換熱流路設(shè)計(jì)提供依據(jù)，也為動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的整體性能設(shè)計(jì)工作提供參考。
CFD 技術(shù)能夠克服傳統(tǒng)方法中系統(tǒng)當(dāng)量模型簡(jiǎn)化及原始物理參數(shù)無(wú)法精確化的問題，且能得到直觀結(jié)果，直接指導(dǎo)設(shè)計(jì)，推動(dòng)冷凍干燥機(jī)設(shè)計(jì)從單純經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚撚?jì)算指導(dǎo)與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法。借助 CFD 的仿真分析，可有效分析流體運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)特性和規(guī)律，將設(shè)計(jì)工程師從復(fù)雜的理論計(jì)算中解放出來(lái)，使其能將更多精力投入到優(yōu)化設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上。
盡管CFD技術(shù)本身存在一定局限性，如對(duì)物理模型、經(jīng)驗(yàn)技巧有一定依賴，但作為以流體為研究對(duì)象的數(shù)值模擬技術(shù)，相較于實(shí)驗(yàn)流體動(dòng)力學(xué)，它具有資金投入少、計(jì)算速度快、信息完備且不受模型尺寸限制等顯著優(yōu)勢(shì)，在冷凍干燥機(jī)行業(yè)設(shè)計(jì)及眾多領(lǐng)域中，必將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，持續(xù)推動(dòng)冷凍干燥機(jī)行業(yè)技術(shù)不斷進(jìn)步。
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