不同果径苹果差压预冷性能模拟与分析

目的:分析相同包装箱下不同果径苹果对差压预冷的影响。方法:基于球形类比模型和传热理论,使用CFD非稳态SST k-ω湍流模型,对不同送风风速、温度、包装箱开孔大小、果径苹果的差压预冷情况进行数值模拟,选取3种不同工况条件进行准确性验证。结果:送风温度越低、风速越快、苹果果径越小,冷却速度越快;送风温度越高、风速越快、开孔越大预冷均匀性越好。综合正交试验结果对比来看,果径大小对差压预冷的影响显著。结论:苹果果径对预冷的冷却速率和均匀度影响程度最大,需要针对不同果径苹果采取合理的包装方式和码放方式。

环形热管蓄冷保温箱空载均温性能研究

针对传统蓄冷箱箱内温度均匀性差的问题,提出环形热管结构蓄冷保温箱的设计,建立了空载均温性能的三维数值仿真模型,并进行了试验验证,对比分析了环形热管保温箱与常规结构蓄冷保温箱蓄冷板不同布置方式(四周布置、侧面+顶部+底部布置、中间布置)保温时间和温度均匀性的差异。结果发现,与常规结构蓄冷箱相比,环形热管结构的蓄冷保温箱的温度场、速度场均表现出较好的均匀性,其温度不均匀度为1.13,保冷时间为23 h。内部的环形热管在箱内形成环形流场,加强了对流换热,使整体温度均匀性更好。

玉米种子真空冷冻干燥微观实验研究及模型分析

目的 探究真空冷冻干燥技术对玉米种子的影响。方法 基于光学显微镜成像及真空冷冻干燥技术探究各冻干条件(冻结终温、升华干燥温度、解析干燥温度)对玉米种子细胞微观结构的影响。对比分析细胞形态学参数(当量直径、周长、面积、圆度)和含水率的变化规律,建立真空冷冻干燥条件与细胞形态学参数变化率之间关联的数学拟合模型。结果 细胞形态学参数变化率和含水率与冻结终温呈负相关趋势,随升华干燥和解析干燥温度的升高呈现先减少后增大的趋势,且升华干燥温度对玉米种子形态学参数变化率影响最大。在冻结终温为-25℃、升华干燥温度为5℃、解析干燥温度为40℃下,含水率(12.81%)最低。在细胞的当量直径(9.2%)、周长(8.4%)、面积(17.68%)的变化率最小且圆度(1.78%)小于4%时,干燥效果最好。采用二次多项式模型,决定系数R2均接近于1,FSSE和FRMSE均接近0。结论 该数学模型能较好地描述各真空冷冻干燥条件对玉米种子细胞形态学参数的影响,可在一定范围内对玉米米种子真空冷冻干燥后的品质进行控制。

真空冷冻干燥升华温度对玉米种子品质的影响

本文采用真空冷冻干燥机对玉米种子进行冷冻干燥处理,研究不同升华温度(3℃、5℃、7℃、9℃)条件下其物性指标(含水率、容重、出碴率、颗粒度指数、裂纹率、最大力、最大力点变形)和活性指标(发芽率、呼吸强度、相对导电率)的变化规律。研究结果表明:玉米种子的含水率、容重、出碴率、最大力、最大力点变形随升华温度升高先降低后升高,颗粒度指数随升华温度升高先增大后减小,裂纹率、相对电导率随升华温度升高先升高后降低。不同升华温度的玉米种子活性都有所下降,发芽率也都有所下降。在升华温度5℃下玉米种子呼吸强度最小,最适宜储存。

冻结液滴融化阶段相变过程与多相态分布定性分析

采用基于CCD高速图像观测法,以不同基底表面、不同基底表面温度为工况,研究了冻结液滴融化阶段的不同动态演化过程和相态分布特性。结果表明:金属类基底表面冻结液滴在融化过程中,内部气泡体积较小,分布较密集;聚合物类基底表面的冻结液滴在融化过程中,内部气泡体积较大,气泡聚集在固相区域周边及顶部。冻结速率对气泡的大小产生了重要影响,冻结速率越小产生的气泡体积越大,冻结速率越大产生的气泡体积越小;金属基底表面液滴在润湿过程中表现出明显的前驱膜,聚合物表面则未出现这一现象;聚合物表面冻结液滴内部的孔隙区域较大,金属表面则相反,孔隙内的水分布对冰晶融化有着促进作用。

热风干燥温度和风速对玉米种子品质的影响

为探究热风干燥温度和风速对玉米种子品质的影响,以德利农988玉米为原料,用电热鼓风干燥箱以不同干燥温度(45、55、65、75℃)和干燥风速(0.4、0.6、0.8、1.0 m/s)对种子进行热风干燥,定期对水分、裂纹率、出碴率、电导率、颗粒度指数、硬度、发芽率、呼吸强度、容重、可溶性蛋白质含量进行测定,研究其对种子物性和活性的影响。结果表明,干燥温度越高、干燥风速越快,种子含水量下降越快,裂纹率、出碴率、颗粒度指数越高,电导率、硬度、发芽率、呼吸强度、容重、可溶性蛋白质含量越低。干燥温度55℃、干燥风速0.6 m/s条件下种子的干燥时间较短,活性较高、呼吸强度较低,便于种子的储藏,为最佳干燥工艺。

冷冻速度对苹果贮期品质的影响

为了研究不同冷冻处理速度对苹果贮藏品质的影响,分别采用0.5℃/min和3.5℃/min两种冷冻速度对苹果进行冷冻处理,分析苹果贮藏期间的品质变化。结果表明:冷冻处理速度显著影响苹果的贮藏品质。高冷冻速度处理的苹果品质损伤更小且苹果硬度、可溶性固形物、维生素C含量更高,口感、营养价值更好;同时L^(*)值更高,a^(*)值、b^(*)值更低,外表面颜色保持得更鲜艳。

真空冷冻干燥过程中升华温度对梨瓜细胞微观结构的影响

目的:获得梨瓜细胞最佳的升华温度。方法:基于低温显微镜成像及真空冷冻干燥技术,通过优化方法选择预冻降温速率和真空压力分别为25℃/min和10 Pa,然后以10,5,0,-4,-7,-10℃的升华温度进行试验研究,分析脱水干燥过程中的细胞形态学参数(当量直径、面积、周长、体积)以及内压、孔隙率在冻干过程中的变化规律。结果:细胞不同维度的形态学参数随着升华温度的增高先减小再增大,在0℃时干燥后细胞的变化率最小,当量直径、细胞横截面积和体积的变化率分别为5.05%,9.60%,14.68%,很好地保留了细胞的原始形态结构;同时,随着维度的增加,在同一升华温度下的变化量也增加。结论:结合研究所得的最佳预冻速率和真空度,梨瓜干燥升华最佳温度为0℃。

果蔬导热系数的实验研究

利用Hot Disk测定了9种不同种类果蔬在不同低温条件下的导热系数,分析不同可溶性固形物(SSC)含量、含水率(MC)以及不同温度条件对果蔬导热系数的影响。研究发现,在不同温度条件下果蔬的导热系数呈现先下降后上升的趋势;SSC含量越高,导热系数越小,而MC含量越高,导热系数越大。通过研究不同影响因素对果蔬导热系数的影响,可以优化果蔬保鲜过程中的热管理,为成熟果蔬的储存和运输提供理论支撑。

二氧化硅纳米颗粒对液滴冻结特性的影响

为了改善液滴的冻结特性,以含SiO2纳米颗粒的液滴为研究对象,研究了不同SiO2纳米颗粒含量(5 mg/mL、10 mg/mL、30 mg/mL、50 mg/mL)和不同冷表面温度(268 K、265 K、263 K)对液滴动态冻结特性(液滴形变、接触角、冻结时间等)的影响。结果表明:二氧化硅液滴(SiO_(2)-H_(2)O)的冻结时间受过冷度和SiO_(2)纳米颗粒含量的影响。在低过冷度(263K)时,10 mg/mLSiO_(2)-H_(2)O加速冻结,可加快34.78%,在高过冷度(265 K和263 K)时,5 mg/mLSiO_(2)-H_(2)O均表现为延迟冻结,分别延缓21.2%和36.84%。此外,根据液滴形变特性,SiO_(2)纳米颗粒可以使初始液滴砂化加剧,减少冻结液滴内部气泡的释放。SiO_(2)纳米颗粒与固液相界面之间相互影响,使得液滴冻结完成时纵向变化率减少,横向形变增强,液滴在外形轮廓上变得更加圆润。

液滴相变过程演化模式及蒸发过程润湿特性研究

基于液滴相变过程的可视化研究对工业、材料应用领域具有重大意义。本文对液滴的相变过程,包括冻结过程、融化过程的演化模式进行了研究总结,并着重对后续的蒸发过程的形态学演化进行了分析。文章将液滴的凝固、融化过程进行了对照分析,对蒸发过程的润湿参数(润湿面积、接触角)式及形态参数(高度系数、高度及底部变化率)进行了系统分析。结果发现:液滴在冻结过程中,主体轮廓不发生较大的变化,相界面较为规律,主要变化在顶部,而融化过程中液滴相界面呈不规则性;液滴的冻结过程与液滴高度变化具有高度关联性,融化过程的形态学变化与相变过程未有较强的关联性;液滴在蒸发过程中,高度变化率整体呈线性变化的趋势,而底部直径在相变前期底面直径几乎不发生变化,但却在后期会发生突降;液滴润湿过程主要发生在液滴蒸发初始阶段,液滴的演化速率会随着底面温度的升高而加快,并且高度变化率与相变时间几乎呈现线性关系。

蓄冷板释冷过程的数值模拟和实验研究

对蓄冷板内共晶液的热力学特性进行了分析,并且建立了蓄冷板释冷的数学模型。通过数值模拟的方法,模拟了NaCl蓄冷板在初始温度为-30℃,环境温度为-10℃、0℃和10℃三种不同温度条件下的释冷过程,并且通过相关的实验研究,对模拟结果的准确性进行了验证。通过研究得到了蓄冷板在不同条件下的释冷过程及特点。研究结果表明:在NaCl蓄冷板的释冷过程中,当其所处的环境温度高于-21.2℃,即其共晶温度时,外界环境温度会对冷板内共晶冰开始发生相变的时刻产生较大影响;外界环境温度越高,蓄冷板内共晶冰开始融化到完全融化所需要的时间越短。计算结果与实验结果吻合良好,两者之间的平均偏差小于0.5℃,说明数学模型及计算方法的可靠性。

公路运输过程中机械振动对草莓贮藏品质的影响

本文模拟了公路运输草莓的汽车在运输过程中的机械振动情况,研究了机械振动对草莓后期贮藏品质的影响。通过扫频振动实验,测得了所选草莓包装件的固有频率为20.5 Hz。在17 Hz、19 Hz、20.5 Hz、22 Hz以及24 Hz 5种频率下,分别进行了草莓的定频振动实验。以硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、维生素C含量以及丙二醛(MDA)含量为评价指标,研究了经机械振动后的草莓在0℃、5℃以及10℃贮藏时的品质变化情况。研究发现:经过机械振动后贮藏的草莓,品质的变化是机械振动频率与贮藏温度相互耦合的结果;贮藏温度相同时,经历了固有频率振动的草莓最不易保存,在0℃下贮藏9天后,硬度降低了15.5%,而MDA含量增加了30%;在相同的振动频率下,0℃保存效果最佳。

冷藏集装箱内部流场的动态数值模拟与验证

冷藏集装箱流场的均匀性是影响食品储存质量的重要因素之一。通过CFD建立三维非稳态模型,利用FLUENT软件对所建立的模型进行不同参数的模拟分析,讨论温度场、速度场以及货物堆码对冷藏集装箱流场的影响,进而得出结论:冷藏集装箱内的流场存在明显的不均匀性,箱体前部与后部的温度存在明显的波动,不利于货物的储存;送风速度以及货物堆码方式的改变都会影响箱内流体的分布情况,进而影响到换热效果;综合温度场与速度场以及食品储存,冷藏集装箱合理送风速度为5 m/s左右;四体式堆码方式优于其它两种堆码方式。验证实验中实测温度与模拟温度的平均偏差在1.1℃左右,两者偏差不大,说明所建立的模型适用于冷藏集装箱内流场的模拟。

变压吸附系统气流分布器结构的数值模拟计算及分析

建立分布器结构的数学模型,并采用此模型对目前小型医用制氧中应用的基本型吸附柱内部的速度场分布进行了数值计算分析。计算结果表明:吸附柱入口物流分配存在严重的不均匀性,同时发现改变分布器的结构可以有效改善吸附柱入口的物流分配。在此基础上,对两种不同型分布器结构进行了数值模拟,结果表明改进效果十分显著,采用这种现代数值图型研究方法所得出的结论对吸附柱气体分布器结构优化设计具有一定的指导意义。

冷藏集装箱内部温度场的试验研究

冷藏集装箱内部的温度场是影响食品储存质量的重要因素之一,本文对冷藏集装箱的内部温度场进行了试验研究,讨论了温度场分布以及货物堆码对冷藏集装箱温度场的影响,试验结果表明:货物堆码方式的变化会改变箱内流体的温度分布情况,进而影响到换热效果;四体式堆码方式优于其它2种堆码方式。试验得到了冷藏集装箱内截面上各点的温度随冷藏运输时间的变化趋势,进一步得出冷藏集装箱内流场的分布情况。研究结果为冷藏集装箱的优化设计提供了参考依据。

封头结构对板翅式换热器流体分配性能的影响

研究了板翅式换热器封头高度与流体分配之间的关系,实验结果说明板翅式换热器的流体分配与封头高度有很大关系,封头高度越高流体分配就越均匀。引入不均匀参数,以便可以对流体在出口截面的分配特性进行研究,并进一步研究封头结构型式不同对于流体分配的影响,研究表明:换热器内部流体的流速的最大值与最小值的比值由3—4减少到1.1—1.2,其不均匀度也从原来的0.331减少到0.046。

冷藏运输过程中温度波动对猕猴桃品质的影响

在冷藏运输过程中,温度波动会明显影响猕猴桃的品质和贮藏过程,确保稳定的运输温度是提高冷藏运输猕猴桃的关键。将猕猴桃在2℃(0℃),2℃(1.5℃),2℃(3℃)不同温度波动下冷藏运输24 h后,分别放在0℃、3℃和20℃下进行贮藏,探究温度波动对猕猴桃品质变化的影响。通过测定猕猴桃的失重率、果实硬度、可滴定酸、可溶性固形物、叶绿素、丙二醛含量(MDA)、Vc含量等指标,得到了温度波动对猕猴桃品质的影响规律。经过16 d的连续测量发现,在贮藏温度为0℃时,温度波动为3℃的猕猴桃硬度变化是温度波动为0℃的1.94倍,是温度波动为1.5℃的1.27倍。温度波动加剧了猕猴桃品质的衰变,温度波动越大,对猕猴桃品质的影响也越大;贮藏温度也对其有一定的影响,贮藏温度越高,猕猴桃越易衰老,同时温度波动对猕猴桃品质的影响也越明显。

蓄冷板冻结过程的数值模拟与实验研究

文中对蓄冷板内共晶液的热力学特性进行了分析。运用数值方法对不同温度下的NaCl蓄冷板冻结过程进行模拟研究,并实验验证了模拟的准确性。研究结果表明:当环境温度低于共晶液的共晶温度-21.2℃时,蓄冷板内共晶液开始相变所需的冷冻时间与环境温度有较大影响;蓄冷板出现结晶后直至共晶液完全冻结的相变过程受环境温度的影响较小。

风冷热泵结霜工况下的实验研究

对一台风冷热泵室进行了结霜工况下的实验测试,实验地研究了风冷热泵在规定的环境温度下制热能力、出风温度以及热泵制热性能的变化。实验结果表明热泵结霜严重的影响了制热能力、出风温度已经热泵制热性能,研究结论对热泵系统设计具有重要的参考价值。