人類在享受著超越時空的高科技成果的同時，不得不面對整個地球資源短缺、環境惡化、生態失衡的現實。增強環境意識，保護資源，節約能源，使人類的生產活動由粗放型走向知識型，提高科技含量，減少自然資源的消耗已刻不容緩。因此，旨在保護環境的“綠色”行動在世界各國紛紛興起，全球的產業結構調整呈現出新的綠色戰略趨勢，這就是要向物能資源利用合理化、廢棄物生產少量化、對環境無污染、少污染的綠色產品方向發展…。
食品烘干機在食品加工中廣泛應用，但其生產單位大部分是中小型企業，研究能力有限，目前能進行的就是僅僅在結構上測繪和模仿一些國外性能優良的機型，沒有綠色設計的意識；因而，產品檔次低、技術含量低，在使用過程中能源消耗大。本文采用FLUENT軟件對食品烘干機的綠色設計進行了有益的探索。
1、綠色設計的內容
綠色設計，也稱生態設計，是指在保證產品的功能、質量等前提下，綜合考慮環境影響和資源效率的現代設計方法。它是產品從設計、制造、使用到報廢整個產品生命周期中不產生環境污染或環境污染最小化，符合環境保護要求，對生態環境無害或危害極小，資源利用率最高，能源消耗最低的設計技術。
綠色設計是實施綠色制造的第一環節，即產品在整個生命周期中從材料選取、制造加工、包裝運輸到使用、維修、報廢、回收利用和最終廢棄物處理各個環節都取決于設計階段。
1)綠色材料的選擇。綠色材料在生產、加工、他用和廢棄后對環境的不利影響很少或幾乎沒有，并且能夠重復使用。設計時，要優先選擇綠色材料，此時應選擇無毒、無污染、易被自然界分解和吸收的材料，以及選擇易回收、易處理、可重復使用的材料。
2)節能設計。節能設計就是設計合理的產品結構、功能、工藝或利用新技術、新理論使產品在使用過程中消耗能量最少、能量損失最少。
3)可回收性設計和可拆卸性設計。可回收性設計是在產品設計時充分考慮其零部件或材料的回收可能性、回收價值大小、回收處理方法、回收處理工藝性等一系列問題，以達到資源優化利用和污染最小的目的。可拆卸性設計是考慮在產品報廢后能夠方便拆卸、回收利用為目的，明確哪些零部件或材料要被拆卸并實現回收再生利用。
4)長壽命設計。長壽命設計是指對產品功能和經濟性進行分析的基礎上，采用各種先進的設計理論和工具，使設計出的產品能夠滿足當前和將來長時間內的市場需求。它并非一味地延長產品的生命期，而是利用模塊化設計、可維修性設計、可重構性設計和技術預測等設計理論和方法，最大限度地減少產品過時，也就減少了報廢處理和利用的產品的數量。
2、食品烘干機的節能設計
計算流體動力學(Computational Fluid Dyna-mics，CFD)，是一種重要的汁算機模擬技術，它是流體力學、數值計算方法以及計算機圖形學3者相互結合的產物。CFD軟件是計算流體力學軟件的簡稱，是用來進行流場分析、計算、預測的專用工具。通過CFD軟件模擬，可以分析和顯示流體流動過程中發生的現象，及時地預測流體在模擬區域的流動性能，并通過各種參數改變，得到相應過程的最佳設計參數。CFD軟件的數值模擬，為實驗提供指導，節省以往實驗所需的人力、物力和時間，并對實驗結果整理和規律發現起到指導作用。
在CFD軟件中，FLUENT軟件是目前國內外使用最多、最流行的商業軟件之一。FLUENT針對每一種流動的物理問題的特點，采用適合于其數值解法，從而在計算速度、穩定性和精度等各方面達到最佳。
本文利用FLUENT軟件來對食品烘干機進行節能設計。干燥室入口管的結構參數對食品烘干機工作時的能源消耗有較大影響，入口管的結構參數主要有入口管長度L和入口管下截面的截面角度d，如見圖l所示。
采用不同參數分別進行仿真，仿真的參數數值如下：長度為250mm，350mm，450mm和550mm，截面角為15°，30°，45°和60°。仿真步驟如下：一是使用FLUENT中的前處理程序Gambit生成計算幾何體，進行網格劃分；二是讀人在Gambit中創建好的網格文件（如圖1所示），并進行網格檢查；三是建立求解模型，采用標準k-E模型；四是設置流體的物理屬性，創建新流體，取名為空氣(air)；五是設置邊界條件，根據實際測量的數據作為初始條件；六是求解，流場初始化，并進行迭代計算，迭代次數為100次；七是顯示計算結果，得出速度分布圖，速度分布圖中，顏色越深表示速度越大。溫度分布圖如圖3所示；速度矢量圖如圖4所示。
通過比較各種情況的仿真結果，可以得出：入口管長度L=500mm、截面角度a=45。時為最好。此時，干燥室內部溫度分布基本達到均勻，氣流比較均勻，旋渦也比較小。
因此，烘干機工作時，干燥室內的流場分布均勻，使食品均勻加熱，能源利用效率最大，達到節能的目的。
3、結論
本文介紹了采用CFD軟件FLUENT分析食品烘干機干燥室的流體流動和傳熱問題。考慮入口管長度和截面角度的不同情況，對干燥室內部氣流和溫度分布進行了仿真研究。通過比較仿真結果，得到了較好的結構參數，使食品烘干機在工作的過程中能源消耗最少，達到節能的目的，從而提高了產品的綠色度，為企業實施綠色產品戰略、開發新型綠色環保產品打下了基礎。
