Al_2O_3-H_2O纳米流体冻结过程的数值模拟和试验研究

纳米流体作为强化换热介质,是目前的研究热点,但关于其相变过程的研究较少。利用当量比热法,在COMSOL有限元模拟软件中对质量分数为5%,不同粒径(10、20、50、100、500nm)的Al2O3-H2O纳米流体和去离子水的冻结过程进行数值模拟,并将模拟结果和试验结果进行了对比。二者具有较好一致性,表明烧杯中心和壁面附近的温度变化趋势有较大区别,中心处的温度变化更能反映样品的冻结过程;当质量分数为5%时,Al2O3-H2O纳米流体的相变时间与去离子水相比较短,且纳米流体的相变时间随Al2O3粒径的增大而增加。

西兰花速冻过程温度分布的数值模拟研究

速冻过程中降温速率决定着速冻食品的品质和能耗。采用变物性参数模拟相同直径,对不同长度西兰花的冷冻过程温度场进行实验验证。模型中考虑了西兰花的内部为多孔结构,采用二维多孔介质模型,使用当量比热容来模拟不同传输速度、不同长度下茎的温度变化情况。计算结果表明,在此速冻机下,当传送带传输速度在0.012 m/s时,实验值和模拟值吻合度较好;茎的中心温度受长度变化的影响较小。