Za otvorene-vitrine za hlađenje hrane, zračna zavjesa primarno odvaja zrak unutar i izvan ormarića, igrajući ključnu ulogu u sprječavanju prodiranja vanjske topline. Performanse zračne zavjese također značajno utječu na raspodjelu temperature i brzine unutar kabineta. Istraživači se uglavnom fokusiraju na dva aspekta: protok zračne zavjese i mehanizme prijenosa topline te optimizaciju zračne zavjese.
1. Protok zračne zavjese i mehanizmi prijenosa topline
Protok zračne zavjese i mehanizmi prijenosa topline nisu povezani samo s izlaznom brzinom zračne zavjese, temperaturom i početnim intenzitetom turbulencije, već na njih utječu i prostorni uzgon i vanjski čimbenici okoliša, čineći čimbenike utjecaja prilično složenima. Nakon što zračna zavjesa iscuri iz mlaznice, dijeli se na dva područja: početni dio i glavni dio strujanja. Kod prvih, središnja brzina strujanja ostaje konstantna, dok se kod drugih središnja brzina strujanja smanjuje. Budući da su početna duljina presjeka i vrtložna viskoznost obaju područja usko povezani s početnim intenzitetom turbulencije, ta dva različita područja potrebno je uzeti u obzir pri rješavanju okomitih mlazova. Drugi su istraživači podijelili protok zračne zavjese u tri različita područja: područje izlaza, područje razvoja i područje povratnog zraka, pri čemu se njihove sposobnosti brtvljenja sekvencijalno smanjuju. Na prve dvije regije uglavnom utječe brzina izlaza zračne zavjese, dok na treću regiju uglavnom utječe struktura povratnog izlaza zraka zračne zavjese. U području izlaza, brzina strujanja zračne zavjese je visoka i usmjerena; početna točka i smjer toka u razvojnom području uglavnom su pod utjecajem izlaznog područja; a smjer strujanja u području povratnog zraka značajno je iskrivljen pod utjecajem usisnog učinka izlaza povratnog zraka. Računalna dinamika fluida (CFD) učinkovita je tehnika za poboljšanje strukture rashladne opreme i optimizaciju unutarnjeg polja protoka, omogućavajući simulaciju detaljnih polja temperature i protoka unutar područja protoka. Neki su znanstvenici simulirali organizaciju protoka zraka, brzinu i raspodjelu temperature unutar hladnjače koristeći CFD tehnologiju, dajući teorijske reference za optimizaciju postavki ventilatora i smještaj robe u hladnjaču. Zhao Xinxin i sur. proučavao je utjecaj vodilica u odjeljcima kamiona hladnjače na raspodjelu temperature unutar odjeljka kroz numeričku simulaciju, pružajući teorijske smjernice za optimiziranje performansi kamiona hladnjača s jednim-isparivačem s više-temperaturnih zona.
Posljednjih godina CFD tehnologija se naširoko koristi u rashladnim vitrinama. Yu Kezhi i sur. koristio je dvo-fluidni model za numeričku simulaciju zračne zavjese okomitog ormara za izlaganje. U usporedbi s modelom turbulencije K-ε, rezultati proračuna ovog modela su konzistentniji s eksperimentalnim vrijednostima.
2. Optimizacija zračne zavjese
Glavni parametri koji utječu na performanse rashladnih vitrina uključuju strukturu saća, visinu zračne zavjese, debljinu zračne zavjese i brzinu izlaza zraka. Budući da su raspodjela brzine, intenzitet turbulencije i debljina zračne zavjese usko povezani sa strukturom izlaza zraka, struktura izlaza zraka vitrine je glavni faktor koji utječe na performanse zračne zavjese. U praktičnim primjenama, struktura saća često se koristi u izlazu zračne zavjese kako bi se smanjio pretjerani intenzitet turbulencije. Da bi se postiglo odgovarajuće prigušenje turbulencije, omjer duljine i otvora strukture saća treba biti veći od 10.
Uzorak strujanja zračne zavjese formiran gornjim dovodom zraka u kabinet povezan je s čimbenicima kao što su brzina dovoda zraka, visina i debljina zračne zavjese. Kada je visina zračne zavjese 300 mm, brzina vjetra treba doseći najmanje 0,6 m/s; kada je visina 800 mm, brzina vjetra treba doseći 2 m/s kako bi se formirala stabilna zračna zavjesa s omjerom stranica 1/5. Povećanje debljine zračne zavjese može poboljšati sposobnost zračne zavjese da zatvori otvoreni prostor, ali prevelika debljina zračne zavjese uzrokovat će gubitak hladnoće i povećati potrošnju energije rashladne vitrine. Stoga se debljina izlaza zračne zavjese obično kontrolira između 50 i 80 mm. Neki su znanstvenici također koristili tehnologiju velocimetrije slike čestica i infracrvene tehnologije za provođenje numeričkih simulacija i eksperimentalnih studija o karakteristikama protoka zračne zavjese, te predložili neke učinkovite mjere za optimizaciju zračne zavjese. Cao i sur. koristio je poboljšani model s dva-tekućina i model s dva{14}}tekućina hladnog gubitka za numeričku simulaciju prijenosa topline i protoka zračne zavjese i okolnog zraka, racionalno optimizirajući zračnu zavjesu i poboljšavajući performanse vitrine.
Trenutačno se istraživači uglavnom fokusiraju na proučavanje mehanizama i numeričke studije performansi zračne zavjese rashladnih vitrina. Međutim, numerička simulacija još uvijek ima određena ograničenja u razumijevanju protoka i mehanizama prijenosa topline te procesa optimizacije zračne zavjese. Model mlaza, model laminarnog strujanja, Reynoldsov model naprezanja i model dviju-tekućina razvijeni u literaturi primjenjivi su samo na njihove specifične uvjete. Konkretno, dvo{4}}dimenzionalni modeli-stacionarnog stanja obično se koriste u numeričkim izračunima, koji ne mogu proučavati složenije situacije bliže stvarnom okruženju. Stoga su u budućim istraživanjima potrebna daljnja poboljšanja istraživačkih metoda i eksperimentalnih shema.
