עבור ויטרינות מקררות מסוג- פתוחות, מסך האוויר מפריד בעיקר את האוויר בתוך ומחוץ לארון, וממלא תפקיד מכריע במניעת חדירת חום חיצוני. ביצועי מסך האוויר משפיעים באופן משמעותי גם על חלוקת הטמפרטורה והמהירות בתוך הארון. החוקרים מתמקדים בעיקר בשני היבטים: זרימת מסך אוויר ומנגנוני העברת חום, ואופטימיזציה של וילון אוויר.
1. מנגנוני זרימת וילון אוויר והעברת חום
מנגנוני זרימת מסך האוויר והעברת החום אינם קשורים רק למהירות יציאת מסך האוויר, לטמפרטורה ולעוצמת המערבולת הראשונית, אלא מושפעים גם מציפה מרחבית ומגורמים סביבתיים חיצוניים, מה שהופך את הגורמים המשפיעים למורכבים למדי. לאחר שווילון האוויר זורם מתוך הזרבובית, הוא מחולק לשני אזורים: החלק הראשוני וחלק הזרימה הראשי. בראשון, מהירות הזרימה המרכזית נשארת קבועה, ואילו באחרת מהירות הזרימה המרכזית יורדת. מכיוון שאורך החתך הראשוני וצמיגות המערבולת של שני האזורים קשורים קשר הדוק לעוצמת המערבולת הראשונית, יש לקחת בחשבון את שני האזורים השונים הללו בעת פתרון סילונים אנכיים. חוקרים אחרים חילקו את זרימת מסך האוויר לשלושה אזורים שונים: אזור היציאה, אזור הפיתוח ואזור האוויר החוזר, כאשר יכולות האיטום שלהם יורדות ברצף. שני האזורים הראשונים מושפעים בעיקר ממהירות יציאת מסך האוויר, בעוד שהאזור השלישי מושפע בעיקר ממבנה יציאת האוויר חוזרת של מסך האוויר. באזור היציאה, מהירות זרימת מסך האוויר גבוהה וכיוונית; נקודת ההתחלה וכיוון הזרימה באזור הפיתוח מושפעים בעיקר מאזור היציאה; וכיוון הזרימה באזור האוויר החוזר מעוות באופן משמעותי בהשפעת השפעת היניקה של יציאת האוויר החוזר. דינמיקת נוזלים חישובית (CFD) היא טכניקה יעילה לשיפור מבנה ציוד הקירור ואופטימיזציה של שדה הזרימה הפנימי, המאפשרת הדמיה של שדות טמפרטורה וזרימה מפורטים בתוך אזור הזרימה. כמה חוקרים דימו את מהירות ארגון זרימת האוויר ואת חלוקת הטמפרטורה בתוך אחסון קר באמצעות טכנולוגיית CFD, תוך מתן התייחסויות תיאורטיות למיטוב הגדרות המאוורר והצבת סחורות באחסון קר. Zhao Xinxin et al. חקר את השפעתן של מסילות הנחייה בתאי משאיות מקוררות על חלוקת הטמפרטורה בתוך התא באמצעות סימולציה מספרית, תוך מתן הנחיות תיאורטיות למיטוב הביצועים של משאיות קירור מרובות-אזורי טמפרטורה בודדים-במאייד.
בשנים האחרונות נעשה שימוש נרחב בטכנולוגיית CFD בוויטרינות בקירור. יו קז'י וחב'. השתמש במודל של שני-נוזלים כדי לדמות מספרית את מסך האוויר של ארון תצוגה אנכי. בהשוואה למודל הטורבולנציה K-ε, תוצאות החישוב של מודל זה תואמות יותר את ערכי הניסוי.
2. אופטימיזציה של מסך אוויר
הפרמטרים העיקריים המשפיעים על הביצועים של ארונות תצוגה בקירור כוללים מבנה חלת דבש, גובה מסך האוויר, עובי מסך האוויר ומהירות יציאת האוויר. מאחר שחלוקת המהירות, עוצמת הטורבולנציה ועובי מסך האוויר קשורים קשר הדוק למבנה יציאת האוויר, מבנה יציאת האוויר של ארון התצוגה הוא גורם מרכזי המשפיע על ביצועי מסך האוויר. ביישומים מעשיים, מבנה חלת דבש משמש לעתים קרובות ביציאת וילון האוויר כדי להפחית את עוצמת המערבולת המוגזמת. כדי להשיג הנחתה מתאימה של מערבולות, היחס בין האורך לצמצם של מבנה חלת הדבש צריך להיות גדול מ-10.
דפוס זרימת מסך האוויר שנוצר על ידי אספקת האוויר העליונה של הארון קשור לגורמים כגון מהירות אספקת האוויר, גובה ועובי מסך האוויר. כאשר גובה מסך האוויר הוא 300 מ"מ, מהירות הרוח צריכה להגיע לפחות 0.6 מ"ש; כאשר הגובה הוא 800 מ"מ, מהירות הרוח צריכה להגיע ל-2 מ' לשנייה כדי ליצור מסך אוויר יציב עם יחס רוחב-גובה של 1/5. הגדלת עובי מסך האוויר יכולה לשפר את יכולתו של מסך האוויר לאטום את השטח הפתוח, אך עובי יתר של מסך האוויר יגרום לאובדן קור ולהגדלת צריכת האנרגיה של ארון התצוגה הקירור. לכן, עובי יציאת מסך האוויר נשלט בדרך כלל בין 50 ל-80 מ"מ. כמה חוקרים השתמשו גם במהירות תמונת חלקיקים ובטכנולוגיית הדמיית אינפרא אדום כדי לבצע סימולציות מספריות ומחקרים ניסיוניים על מאפייני הזרימה של מסך האוויר, והציעו כמה אמצעים יעילים לייעול מסך האוויר. Cao et al. השתמשו במודל משופר של שני-נוזלים ובמודל של שני נוזלים- עם אובדן קור כדי לדמות מספרית את העברת החום והזרימה של מסך האוויר והאוויר שמסביבו, תוך אופטימיזציה רציונלית של מסך האוויר ושיפור הביצועים של ארון התצוגה.
נכון להיום, החוקרים מתמקדים בעיקר בחקר מנגנונים ומחקרים מספריים של ביצועי מסך האוויר של ארונות ויטרינות בקירור. עם זאת, לסימולציה מספרית יש עדיין מגבלות מסוימות בהבנת מנגנוני הזרימה והעברת החום ותהליך האופטימיזציה של מסך האוויר. מודל הסילון, מודל הזרימה למינרית, מודל המתח של ריינולדס ומודל שני-נוזלים שפותחו בספרות ישימים רק לתנאים הספציפיים שלהם. בפרט, מודלים דו-מימדיים-יציבים-נפוצים בשימוש בחישובים מספריים, שאינם יכולים לחקור מצבים מורכבים יותר קרובים יותר לסביבה בפועל. לכן, יש צורך בשיפורים נוספים בשיטות מחקר ובתוכניות ניסוי במחקר עתידי.
