半封闭空间单侧冷风幕效应数值模拟研究

受外部冷空气影响,寒区隧道冻害问题日益严重,为阻止外部冷空气流入隧道,提出以外部空气为空气源的冷风幕隔冷方式,并开展半封闭空间单侧设置冷风幕阻隔外部冷空气流动换热过程的数值模拟研究。数值模拟模型设置参考相关室内试验,通过室内试验测试数据对数值模型进行验证后,利用数值模型研究风幕射流角度、射流速度、射流宽度对热压作用下冷风流入半封闭空间阻隔效果的影响。结果表明:射流角度为3°时,形成风幕形态较理想,半封闭空间平均温度较无风幕作用时有4~5℃的提高,此时增加风幕速度或宽度均会强化外部冷空气与半封闭空间内空气的换热,减弱风幕隔冷效果;射流角度为6°或9°时,风幕射流宽度需要与射流速度匹配,否则易出现风幕形态不理想,导致风幕隔冷失效。

基于CFD的湿帘冷风机-纤维风管精准送风系统在牛舍应用的参数优化研究

为了探究湿帘冷风机-纤维风管精准送风系统在夏季牛舍的通风降温效果,试验采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟和现场测量的方法,通过测量温度、湿度和风速,运用等价温度指数(equivalent temperature index,ETI)评价牛只舒适度,比较了夏季湿帘冷风机-纤维风管精准送风系统与扰流风机通风系统对牛舍内气流组织与热环境分布的影响,并提出优化方案。结果表明:现场验证与模拟参数误差在10%以内,符合预期。湿帘冷风机-纤维风管精准送风系统在出风袖口直径为12 cm时能够得出最适温控程式,具体为34℃时出风风速7 m/s,33℃时出风风速6 m/s,32℃时出风风速5 m/s,31℃时出风风速4 m/s,30℃时出风风速3 m/s,26~29℃时出风风速1 m/s,温度在25℃及以下时不用通风。当纤维风管末端~始端直径为50~75 cm时,其风速均匀度最好。在相同通风量情况下,湿帘冷风机-纤维风管精准送风系统在整个牛舍环境中气流均匀性和对单头牛的降温效果比扰流风机通风系统更好。说明湿帘冷风机-纤维风管精准送风系统有利于解决夏季牛舍防暑和通风的问题。

转轮除湿机冷风干燥苹果切片特性及品质分析

转轮除湿冷风干燥技术是一种新型食品干燥技术,它是热泵和除湿深度独立的一种节能干燥方式。为探究不同转轮除湿冷风干燥条件下对苹果切片干燥过程的具体影响,研究了不同送风温度(10、20、30℃)、再生温度(90、100、110℃)、切片厚度(3、4、5 mm)下的苹果切片干燥特性及品质分析。利用菲克第二定律计算可得各个工况下的水分扩散系数范围为6.03E-9~3.00E-8 m^(2)/min。提出了6种薄层干燥模型,发现Page模型可以较好地预测苹果切片的冷风干燥过程。测定了不同工况下干制品色差、质构,结果表明转轮除湿干燥相比于其他传统干燥拥有较低的色差值,冷风干燥苹果切片的硬度随着送风温度升高而降低主要因为切片软化程度会随着含水率的变化而变化,脆度会随着温度的增加而增加;随着厚度的增加硬度、脆度也会增大,再生温度对于硬度、脆度来说影响不大,咀嚼性与硬度呈正相关关系。总体而言冷风干制苹果切片相比热风而言质地更软,但脆度比热风干燥要低。

冷风干燥鲫鱼干燥特性及品质分析

冷风干燥技术在鲫鱼加工领域目前鲜有报道。为探究不同冷风干燥温度(5、10、15、20、25℃)下的鲫鱼片干燥特性与品质,并与热风经典条件进行对比,该文使用冷风干燥机对鲫鱼片进行干燥,利用了Fick第二定律以及Arrhenius方程计算可得各温度下鲫鱼片的有效水分扩散系数及冷风干燥活化能,对比分析了4种常见的薄层干燥经验模型的拟合情况,寻求能够较好的描述冷风干燥鲫鱼片过程的薄层干燥模型,并以鲫鱼片的质构、色差等作为评价指标。结果表明,各温度下鲫鱼片的有效水分扩散系数为1.51E-11~4.61E-11 m^(2)/s,冷风干燥活化能为38.97 kJ/mol,在4种常见的薄层干燥经验模型中,Two-terms模型拟合效果最佳,鲫鱼片的硬度随温度的升高而增大,弹性、内聚性、咀嚼性、回复性随温度的升高先增大后减小,15℃下达到最大值,这与蛋白质的变性以及脂质的氧化有关,且此温度下鲫鱼片能保持较好的亮度、红度与黄度。

冷链运输车空调冷风机运行自适应PID控制方法研究

冷链运输车空调冷风机运行环境复杂,导致传统的比例积分微分(PID)控制过程难以准确设定控制参数。为解决这一问题,设计冷链运输车空调冷风机运行自适应PID控制方法。首先,通过分析冷链运输车空调冷风机工作过程,选取多个控制参数,以降低复杂度。然后,设计基于自适应PID控制器的控制模型,以送风温度和送风压力作为控制量,将冷、热水流量及风机转速作为被控制量,求解控制量和被控制量的传递函数。最后,根据传递函数与期望值间的耦合关系,对控制分量的增减进行调整,以实现冷链运输车空调冷风机运行的自适应PID控制。试验结果表明,该方法能够使冷链运输车内温度保持稳定。该方法控制精准度高、鲁棒性强、实用价值高,可以确保货物在整个冷链运输过程中的质量和安全。

冷库冷风机融霜方式对比分析

阐述用于冷库冷风机融霜的热气融霜、水冲霜、电热融霜的工作原理,在相同运行工况下,从初投资、运行成本、融霜效果等方面进行对比分析。结果表明,电热融霜冷风机初投资最低,约为热气融霜的60%,水冲霜的80%;热气融霜冷风机运行成本约为电热融霜冷风机的40%~50%,水冲霜冷风机的1.2~1.4倍;水冲霜融霜效果最好。最后针对不同类型冷库冷风机给出融霜方式的建议。

桑叶冷风式多层自动晾干设备的研制与应用

桑叶消洗和晾叶是桑蚕种茧育中防止微粒子病的重要生产环节,其机械化的研究是新形势的发展需求。本研究设计并制造了一款高效、安全、省力的桑叶冷风式多层自动晾干设备,能较好地完成桑叶的消毒、脱水、传输、翻晾和归集等作业,各功能部件协调配合较好。应用试验数据结果表明,该设备晾叶平均工作效率为人工的2.71倍;提升、传输、翻晾和收集等作业过程中有一些边角、侧面和衔接处等存在漏叶卡叶的情况,对桑叶晾叶效果影响不大。机械晾叶试养家蚕结果显示,试验批次繁育原原种机晾和人工晾的淘汰率都为0,消毒清洗后的桑叶经过该设备脱水晾干工艺后,能产出洁净的桑叶。采用该设备的冷风式多层自动化晾叶方法不仅减少晾叶房屋占地面积,而且对桑叶的损伤小,能够有效降低劳动强度,节约生产成本,晾叶效果有保证,为桑蚕种茧育的桑叶消毒晾干提供了一种高效机械化处理方案。

LNG生产装置空冷风机的故障分析及应对措施

通过对液化天然气(LNG)生产装置在用的空冷风机机械结构组成和近年来运行中频繁出现的故障,进行系统分析,针对故障,提出应对措施,以提高运行稳定性,降低故障频率,并保障生产装置安全平稳的长周期运行。

桑叶冷风式多层自动循环晾干机对家蚕繁育的影响及应用优势

为了满足桑叶消毒环节的全程机械化、省力化、现代化需求,更好地完善桑叶消毒漂洗后的晾干环节,将桑叶冷风式多层自动循环晾干机投入生产,与传统人工晾叶进行试验对比。结果显示:晾叶作业人数均为2人的条件下,冷风式多层自动循环晾干机晾叶的平均速度为344.00 kg/h,是传统人工晾叶的2.59倍,每1 kg桑叶人工成本节约0.35元,设备的使用对家蚕繁育几项重要指标均无影响。设备的应用使晾叶环节的人工劳动强度得到降低,从而发挥了减少劳动力,提升生产效益的优势。经过一年的生产实践表明,冷风式多层自动循环晾干已成为桑叶消毒全程机械化生产线上不可或缺的一部分。

海水冷风机在船舶机舱通风中的应用

对某客船机舱进行计算流体力学数值模拟仿真,分析2种不同送风形式下机舱的流场,以确认设计通风方案的合理性,判断其是否达到设计预期。仿真结果显示,在配备了若干海水冷风机后,机舱送风风量在满足燃烧空气供应量的前提下,完全可以大幅降低。同时,冷风机能很好地避免通风死角、气流短路及局部高温;在能耗方面,可节省至少40%的通风电力消耗。因此,该方法可广泛应用于类似项目中,为机舱通风方案设计提供参考。

大型机组透平空冷风机变频器使用现状及稳定性改造

透平空冷风机变频器配电系统的可靠性对大型空冷机组稳定运行具有重要意义。大型压缩机机组透平空冷岛高负荷运行期间,由于原始设计冷却能力有限,单台变频器发生故障就会引起机组透平空冷岛真空度、温度大幅波动,严重时导致机组跳车、物料压力过高无法控制紧急排放到火炬燃烧等情况,造成巨大的经济损失。为确保透平空冷岛空冷风机变频器配电系统的在高温天气下的可靠性,在变频系统中加装软启动器应对异常响应效果明显。

湿帘冷风机-纤维风管通风系统对妊娠猪猪舍的降温效果

夏季高温严重影响母猪生产性能,为缓解空怀妊娠母猪夏季热应激,该文采用湿帘冷风机-纤维风管通风系统,以风管定点送风、开孔喷射出风的模式,将冷风输送至妊娠猪活动区域进行局部降温试验,对照猪舍采用自然通风模式。试验结果表明:在舍外日平均最高气温39.9℃,平均温度31.5℃、湿度85.6%时,试验舍和对照舍日平均温度、日平均最高温度分别为27.7、29.6和30.2、32.5℃(P<0.01),湿度分别为87.5%和82.5%(P>0.05);试验舍风管纵向开孔出口平均风速为7.23 m/s,风管下风速从高往低逐渐衰减,母猪活动区域风速为0.99 m/s,对照舍风速为0.16 m/s(P<0.01)。试验舍和对照舍CO2浓度分别为1 849和2 444 mg/m3(P<0.05),NH3浓度分别为1.48和4.96 mg/m3(P<0.01)。试验舍和对照舍平均温湿度指数分别为70.4和73.6(P<0.01),有效环境温度分别为12.1和19.5℃(P<0.01),试验舍全天均处于舒适范围。母猪平均皮温分别为33.3和34.1℃(P<0.05),呼吸频率分别为72.3和87.5次/min(P<0.05)。从生产性能来看,试验舍和对照舍6~9月母猪采食量分别为81.0和72.0 kg/(头·月),试验舍显著高于对照舍(P<0.05),7~11月试验舍和对照舍母猪分娩率分别为89.3%和78.9%,窝产活仔数分别为12.6和11.7头/窝,出生窝质量分别为18.0和17.1 kg/窝,以上指标均差异显著(P<0.05)。结果表明,湿帘冷风机-纤维风管系统的局部降温和风冷效果好,可有效改善舍内热环境,缓解母猪热应激。

牛舍冷风机-风管上置置换通风系统设计及降温效果

为了探索一种高效且运行成本低的牛舍降温方式,该试验通过设计合理的风管布置和开口,采取上置置换通风的模式对肉牛舍降温。该设计方案用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的方法验证其可行性,并通过实际测试设定风机开启和关闭的适宜时间,试验表明:处理舍系统产生的冷风大量流向牛活动区域,温湿度梯度比对照舍明显,达到了局部降温的节能目的。该系统开启后,10:00-18:00期间,处理舍牛的平均热负荷指数(heat load index,HLI)比对照舍降低7.4(P<0.01),平均呼吸频率降低12次/min(P<0.01),平均日增质量提高0.37 kg/d(P<0.01),缓解了肉牛的热应激,提高了肉牛的养殖效益。处理舍由于相对封闭,故牛活动区域平均相对湿度、CO2和NH3浓度分别比对照舍高26.8%、252 mg/m3、0.54 mg/m3(P<0.01),但牛舍环境空气质量符合相关行业标准的要求。该试验为冷风机-风管通风降温系统设计提供了一些参考参数,有利于该系统的优化,并发挥更好的降温效果。

香椿芽热泵式冷风干燥模型及干燥品质

为获得干燥速率快、品质高的香椿芽制品,以新鲜香椿芽为原料对其进行冷风干燥处理,研究不同干燥条件下香椿芽的干燥特性;采用Weibull函数模型对干燥曲线进行拟合并分析干燥过程;以干燥时间、干燥能耗、叶绿素含量、VC含量以及复水率为指标对不同条件下香椿芽冷风干燥过程进行加权综合评价;以热风干燥和真空冷冻干燥为参照,对比研究较优冷风干燥参数下香椿芽干制品的品质。结果表明,提升干燥温度、进口风速以及减少装载厚度均能显著减少香椿芽冷风干燥耗时(P<0.05),不同干燥条件对干燥耗时的影响程度由大到小为:温度>进口风速>装载厚度;Weibull函数模型能够准确描述香椿芽冷风干燥过程中水分含量变化过程(R2>0.9),其形状参数均小于1,整个干燥过程为降速干燥,主要由内部水分扩散控制;香椿芽冷风干燥有效水分扩散系数在(6.272~9.637)×10^(-9) m^2/s之间,均属于10-9数量级,且受温度的影响最大;当干燥温度、装载厚度和进口风速分别为20℃、3.0 mm、2 m/s时,香椿芽冷风干燥的综合评分值最高,实验范围内,该条件较适合应用于香椿芽的冷风干燥中;相对于热风干燥而言,冷风干燥产品的品质更接近真空冷冻干燥产品的品质。

热泵冷风干燥鲢鱼的挥发性盐基氮和脂质氧化品质模型

为深入了解带热泵的冷风干燥机干燥鱼类产品的特点,以鲢鱼为研究对象,确定冷风干燥工艺参数对风干鱼品质劣变的影响,并建立相关模型,通过U10*(103)均匀设计试验,在不同热泵干燥工艺参数(温度、空气旁通率、风速)下,对决定风干鲢鱼品质劣变的挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)和脂质氧化硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)值变化情况进行研究,并以TVB-N和TBA值作为风干鲢鱼制品品质判断指标。经统计分析,分别得到冷风干燥鲢鱼样品中TVB-N和TBA的回归方程。结果表明:在试验水平范围内,温度是影响风干鲢鱼制品中TVB-N和TBA的主要因素。由模型方程确定腌制鲢鱼冷风干燥工艺的最优参数分别为温度15.5℃、空气旁通率0.6(考虑能耗)、风速1.65 m/s,此条件下干燥的鲢鱼TVB-N和TBA值最小,品质最好,能耗较低。研究结果为控制热泵冷风干燥过程中鲢鱼的质量品质提供参考。

鲍鱼冷风干燥和自然晾晒试验的比较分析

研究皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai Ino)在冷风干燥和自然晾晒两种干燥方式下的干燥速率、色泽、酸性粘多糖和总糖含量,以及微观结构变化的差异,并进行分析比较。在实验室内采用冷风干燥试验机和自然晾晒方式进行鲍鱼干燥试验。结果显示:当鲍鱼样品干基含水率从238%下降到16%以下时,冷风干燥所需时间约为122 h,是自然晾晒的70%;至干燥完成时冷风干燥鲍鱼多糖含量高于自然晾晒样品;冷风干燥样品通透性明显优于晾晒样品;两种干燥样品的微观结构差异性不明显。综合分析得出,与自然晾晒相比,冷风干燥方式具有干燥时间短,干燥过程易于控制,品质和卫生条件好,适合工业化生产等优点,是一种较佳的鲍鱼干制方法。

开孔方案对肉牛舍湿帘冷风机-纤维风管送风降温效果的影响

该研究通过纤维风管4种开孔方案设置,结合湿帘冷风机,满足到达1.3 m高度时,1号、2号、3号及4号风管射流风速分别为1.5、2.3、3.1、3.9 m/s;测量牛舍的环境指标和试验牛的生理指标,比较缓解热应激效果,探索较优化的开孔方案。结果表明:测定期间,4个风管区域之间温度差异不显著(P>0.05),平均比舍外低2.1℃(P<0.05);相对湿度均低于85%。试验牛所在3号风管区域平均风速最高,为1.32 m/s;1号风管区域最低,为0.62 m/s。二氧化碳浓度3号风管区域最低,1号风管区域最高(P<0.05)。牛只呼吸频率3号风管区域最低,为42次/min,1号风管区域最高,为52次/min,肉牛呼吸频率与试验区风速显著负相关。该研究表明,湿帘冷风机-纤维风管系统可有效缓解肉牛热应激,开孔方案设置满足到达1.3 m高度时射流风速为3.1 m/s的风管效果最优。

冷风机雾滴分布特性试验研究

为了探讨喷雾冷风机这一新型降温措施的雾滴分布规律,为冷风机的开发和应用提供依据,利用激光雾滴测定仪对不同叶片数、不同供水量下冷风机的喷雾性能进行了试验研究。结果表明:喷雾冷风机不需要高压泵和喷头,在自来水常压下供水即可取得良好的雾化效果,雾滴直径在质量上呈现正态分布,90%以上的雾滴直径均小于50μm;相同供水量下,四叶片比两叶片冷风机雾滴直径小10μm左右,四叶片比两叶片冷风机喷雾量大,且喷雾效率高25%～47%。

冷风及冷风与热风联合干燥海参效果的比较研究

为降低海参干燥成本和提高干制品品质,采用冷风干燥及冷风-热风联合干燥的方法对海参进行干燥效果对比试验,研究了不同干燥方法对海参干燥速率、复水干重率和感官品质的影响。结果表明:采用冷风风温为8℃与热风联合干燥方式进行海参干燥,所需干燥时间比冷风干燥风温为8℃时缩短20%左右,干燥速率显著提高,但感官品质明显差于冷风干燥;冷风干燥温度越低,海参感官品质越好,在冷风干燥温度为8℃时海参感官品质最好。研究表明,在本试验条件下,冷风干燥的复水干重率高于联合干燥近15%,冷风干燥样品1达到特级品质,样品2、3达到行标一级品质,而联合干燥样品只达到三级品质。

喷雾冷风机对种公猪舍降温效果的试验研究

带有户外活动场的种公猪舍降温是困扰种猪生产的一个难题。为探讨有效的公猪舍降温方式,本研究对通风与喷雾于一体的冷风机降温系统进行现场试验研究。在河北省安平县京安集团原种猪场公猪舍试验证明:冷风机降温系统是一种有效缓解夏季公猪热应激的措施,在不对猪舍进行改造的条件下,冷风机可降低开放种公猪舍温度3～7℃,当舍外温度为35℃时,舍内温度保持在30℃以下;在舍外相对湿度达到90%的最不利天气,冷风机系统仍可降低舍内有效温度3℃。