果蔬冷激處理系統(tǒng)控制及傳熱過程的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、我國果蔬產量豐富,而果蔬保鮮技術落后及相關設備缺乏,制約著我國果蔬產業(yè)的發(fā)展。隨著人們對健康和環(huán)保的重視,化學保鮮方法備受質疑,探索健康環(huán)保的果蔬物理預處理方法及研制相關設備成為保鮮領域的重要課題。本文針對基于制冷循環(huán)系統(tǒng)所建立的專門用于果蔬冷激處理的系統(tǒng)進行研究,并對果蔬冷激處理的傳熱過程進行了研究。主要研究內容如下:
  (1)為提高果蔬冷激處理系統(tǒng)蒸發(fā)器的過熱度控制精度,提出了基于傳統(tǒng)PID控制策略的過熱度智能控制策略。以果

2、蔬冷激處理系統(tǒng)一次換熱模式為研究對象,驗證了所提過熱度控制策略的實際控制效果,并與熱力膨脹閥的控制效果進行對比分析。實驗結果表明:智能控制策略較傳統(tǒng)PID控制策略動態(tài)響應快,超調量小,振蕩時間短;壓縮機頻率變化作為干擾量提前輸入,有利于過熱度的穩(wěn)定;采用智能控制策略其過熱度控制效果和蒸發(fā)器換熱效果明顯優(yōu)于熱力膨脹閥,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和能源利用效率。
  (2)針對果蔬冷激處理系統(tǒng)在制取冰漿過程中易發(fā)生冰堵,以及傳統(tǒng)過冷水制冰系統(tǒng)

3、電加熱融冰方式效率低、能耗高等缺點,基于載冷劑管路旁通和利用熱泵冷凝熱作為熱源,提出一種新型高效節(jié)能的融冰方法。對新型融冰方法的融冰效率、工作性能及能耗進行了實驗研究,將三種采用不同加熱和循環(huán)方式的融冰方法進行實驗對比分析。實驗結果表明:利用熱泵機組加熱管道內載冷劑的新型融冰方法效果最佳,其融冰效率為47.7%。相比電加熱管路內載冷劑和熱泵機組加熱全部載冷劑的融冰方法,新型融冰方法的融冰時間分別縮短了72.3%和38.1%,復溫時間分別

4、縮短了19.2%和61.8%,水溫波動分別減少0.47℃和1.56℃,融冰總能耗分別節(jié)約了37.4%和55.7%。
  (3)基于果蔬的幾何和生理特征建立二維軸對稱果蔬冷激過程的瞬態(tài)傳熱模型,并采用以有限元法為基礎的軟件COMSOL對傳熱模型進行數(shù)值求解;以黃瓜和胡蘿卜為實驗材料,對模型精度進行實驗驗證,并分析了水流速度、果蔬尺寸及激化溫度對傳熱過程的影響。模擬值和實測值對比結果表明,果蔬傳熱模型具有較好的可靠性和普適性。對于不同

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