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对球形果蔬差压通风预冷的流动与换热问题进行研究。引用多孔介质理论对西瓜单体和箱装黄金梨的差压通风预冷过程建立了数学模型。应用有限容积法进对数学方程进行离散,通过CFD技术模拟了不同送风速度工况下西瓜单体的预冷过程及不同冷风温度、送风速度、包装箱开孔方式及摆放方式工况下黄金梨的预冷过程,并对影响预冷效果的因素进行了比较。
建立了差压通风预冷实验台,对影响预冷时间和冷却均匀性的因素进行了实验研究,并将测试结果与理论模拟结果进行了对比,结果吻合较好,从而验证了理论模型的可靠性。
预冷箱内温度场的变化主要取决于速度场。通过改变影响流场变化参数,如冷风进入预冷箱的速度大小、冷风在包装箱进口的状态、冷风在箱内的流动状态研究了果蔬差压通风预冷的冷却速率和冷却均匀性。结果表明,进口风速的影响比较明显,综合考虑降温效果和风机能耗,建议风速在1.5~2m/s为宜;开孔形式的影响比较小,孔形变化的影响在5%内;开孔率在12~16%范围内较好;箱内果蔬交叉方式摆放冷却速率较快,平行摆放方式冷却均匀性较好。