几种物理量及场理论对果蔬保鲜的影响

保鲜是现代农业研究的重要组成部分,是提高果蔬"时空"价值的重要途径。随着物理技术的发展,各类物理保鲜技术也得到发展。本文结合现有的研究进展,总结了温度、光、电、磁对果蔬保鲜的影响,提出了果蔬物理保鲜技术的要点:1)控制温度场的均匀性和波动性,以减缓新陈代谢和水分流失;2)适当的光照强度、电场强度和磁场强度也能够提高果蔬的贮藏时间,减少营养物质的流失。

蓄冷箱内Al_2O_3-H_2O蓄冷材料对冷藏胡萝卜的温度模拟研究

蓄冷运输是冷链运输过程中的一个重要方法。根据Al_2O_3-H_2O纳米流体蓄冷材料和胡萝卜的物理性质,用COMSOL模拟了蓄冷箱内不同质量的蓄冷材料对不同堆码方式的胡萝卜的降温过程以及温度的分布,并进行了实验研究。模拟与实验结果了对比,发现在蓄冷运输过程中,胡萝卜的温度存在着3个明显的阶段,包括快速的降温段、稳定段和缓慢上升段,并且随蓄冷材料的质量的增加,降温段时间缩短,稳定段时间延迟和缓慢上升段时间延长。模拟结果和实验结果在快速降温段和稳定段具有相近的发展趋势。研究结果对冷藏运输具有一定的现实指导意义。

蒸发盘管内制冷剂喷射蒸发的制冷系统研究

制冷剂高压能的利用对改善制冷系统运行有重要意义。基于场协同理论,提出了一种利用制冷剂在蒸发管内进行喷射的新型制冷系统,理论上分析了协同角随毛细管管径和喷射孔直径的变化规律,并进行了相关的可视化实验。理论分析结果表明:协同角随着喷射孔直径的增大而增大;随着毛细管管径的减小而减小,但是随之减小的速率降低。实验结果表明:和传统的毛细管节流制冷系统相比,开孔实验的制冷剂的充注量减少70%以上,COP提高了9%,系统达到稳定的时间减少了70%。

Na2CO3·10H2O蓄热材料厚度对太阳能被动通风效应的影响

通过对不同厚度(10 mm,15 mm,20 mm)的Na_2CO_3·10H_2O蓄热材料的太阳能混合墙体在830W辐射能量照射下的烟囱效应进行试验,讨论并分析在Na_2CO_3·10H_2O蓄热效应作用下,蓄热材料厚度对蓄热材料两侧温度、烟囱通道出口温度和速度的影响及其对烟囱所诱导的自然通风量的影响。试验结果表明,通道出口空气温度、平均风速以及质量流量均在加热开始后短时间内(大约1 h)升高到某一值继而趋于稳定;蓄热材料厚度越大,空气温度、质量流量以及平均风速均越大;加热停止后,通道内能维持一定空气温度、质量流量以及平均风速,这表明蓄热材料可以有效延长自然通风的时间。

蒸发器内置毛细管开孔系统强化换热的试验研究

基于场协同强化理论,结合射流冲击的换热特点对常规毛细节流制冷系统进行优化,设计出一种新型的换热器装置。该换热器装置是将开孔毛细管内置到蒸发管中,使得制冷剂在节流后直接从毛细管沿轴向的不同孔口处冲击到蒸发管的内壁上蒸发换热,该冲击过程中由于速度场与温度梯度方向的协同性最大而具有显著的强化换热效果。首先,理论分析了毛细管进口速度(2m/s和0.5m/s)和开孔直径(1mm和0.5mm)的速度场与温度梯度方向的协同性,其次,在0MPa的回气压力下对该新型换热器装置进行性能试验,并以常规毛细节流系统作对比试验。试验结果表明,开孔试验中蒸发管表面的温度场比较稳定,而常规毛细试验中各测点由于毛细管节流的流量调节能力差而存在较大的波动。在蒸发压力和换热面积相同条件下,毛细试验的排气压力要比开孔试验高出13.6%,所以开孔试验的性能系数、制冷剂充注量比毛细试验更优;同时,毛细试验的压缩机功耗要比开孔试验高出9.1%,可见开孔试验系统的制冷效率比常规毛细试验的更高。开孔试验因为在多处射流冲击供液,并且射流冲击在冲击区中射流工质的流场和温度梯度场具有极好的协同度而能显著强化换热,使得蒸发管表面形成的温度场相对更均匀。

循环倍率对冷风机场协同数以及制冷系统的影响

根据场协同原理,可通过改变制冷剂循环倍率,来改变冷风机场协同数,从而提高换热效率。通过试验数据计算得出,当蒸发温度为-30℃,实验中的制冷剂循环倍率从2.5增大到5.0时,换热器的场协同数逐渐升高到趋于基本恒定。所测的降温速度、计算的COP均在场协同数达到拐点时最佳。

蒸发风机位置和循环倍率对制冷系统的影响

根据场协同原理,可通过改变制冷剂循环倍率、蒸发风机距离蒸发器的位置,来改变场协同数,提高换热效率。通过实验得出,当蒸发器进液温度为-30℃,实验中的制冷剂循环倍率从4.0增大到4.7,风机位置从21cm到36cm,换热器的场协同数存在极大值0.9。所测的降温速度、计算的COP均在场协同数达到极大值时最佳,系统达到最优。