冷链蓄冷保温箱性能优化数值模拟研究
- 格式:pdf
- 大小:4.32 MB
- 文档页数:4
蓄冷式保温集装箱在蔬菜流通中的保鲜效果研究李春海;郭风军;张长峰;胡晓微;杨悦;段彩芳【摘要】In order to meet the demand for road-railway transportation of fresh agricultural products and promote the development of cold chain logistics industry in China, the practical applied results of self-developed thermal storage container were evaluated. In this paper, the temperature data was collected at front, middle and rear parts of thermal storage container by temperature recorder. The quality of two kinds of vegetables (rape, hotbed chives) before and after transportation were analyzed by color difference of L*, a*, b*, hardness, p H and total soluble solids. The results showed that the temperature of container fluctuated with ambient temperature, but its fluctuation was smaller; the temperature of the box is rear ≥ middle ≥ front part. The color difference of L*, a*, b*, hardness and p H of rape had no significant difference in different treatments. Total soluble solids of rape in polystyrene box group, polystyrene box + ice group decreased slightly, and the basket package group increased significantly. Compared with before transportation, hotbed chives of polystyrene box group, polystyrene box + ice group were redder and bluer, with a slight change in color, and there was no significant change in the basket package group. Total soluble solids and p H of hotbed chives in different treatments did not change significantly. Overall, the quality of vegetables in the polystyrene box group, polystyrene box + ice group is better than that of the basket group. The research provides a basis for theoptimum design of thermal storage containers.%为了满足生鲜农产品公铁联运需求,推动我国冷链物流行业的发展,测试了自主研发的蓄冷式保温集装箱在蔬菜上的实际应用效果.使用温度记录仪采集了蓄冷式保温集装箱的前中后部的温度数据;以色差(L*、a*、b*)、硬度、pH值以及可溶性固形物含量作为评价指标,分析了两种蔬菜(油菜、韭黄)采用蓄冷式保温集装箱不同包装处理运输前后品质的变化情况.结果表明,箱内温度随箱外环境温度的变化而波动,但波动较小,箱内温度后部≥中部≥前部;不同处理组油菜的色差(L*、a*、b*)、硬度和pH值均无显著变化;可溶性固形物含量,泡沫箱组、泡沫箱+冰组的略有下降,筐装组明显上升;泡沫箱组、泡沫箱+冰组的韭黄较运输前偏红、偏蓝,色泽略有变化,筐装组无明显变化,不同处理组韭黄的可溶性固形物含量和pH值均无明显变化.整体上,泡沫箱组、泡沫箱+冰组的蔬菜品质优于筐装组,这为蓄冷式保温集装箱的优化设计提供了参考和依据.【期刊名称】《中国果菜》【年(卷),期】2019(039)003【总页数】6页(P1-6)【关键词】蓄冷;集装箱;蔬菜;运输;效果研究【作者】李春海;郭风军;张长峰;胡晓微;杨悦;段彩芳【作者单位】中车石家庄车辆有限公司, 河北石家庄 051430;国家农产品现代物流工程技术研究中心, 山东济南 250103;国家农产品现代物流工程技术研究中心, 山东济南 250103;山东商业职业技术学院, 山东省农产品贮运保鲜技术重点实验室, 山东济南 250103;国家农产品现代物流工程技术研究中心, 山东济南 250103;山东商业职业技术学院, 山东省农产品贮运保鲜技术重点实验室, 山东济南 250103;中车石家庄车辆有限公司, 河北石家庄 051430;国家农产品现代物流工程技术研究中心, 山东济南 250103;山东商业职业技术学院, 山东省农产品贮运保鲜技术重点实验室, 山东济南 250103;国家农产品现代物流工程技术研究中心, 山东济南250103;山东商业职业技术学院, 山东省农产品贮运保鲜技术重点实验室, 山东济南 250103【正文语种】中文【中图分类】TS255随着人们生活水平的提高和生鲜电子商务的兴起,我国冷链物流行业发展迅速。
冷藏箱数值模拟的研究-化工冷藏箱数值模拟的研究李成祥(青岛大学,山东青岛266071)【摘要】冷藏箱箱体内温度场与流场的分布均匀性与箱体的结构有着密切的关系,数值计算方法能够为冷藏箱结构优化提供一种省时省力的重要工具。
近年来,随着计算机技术的快速发展,计算流体软件CFD越来越多的应用于冷藏箱的结构优化中。
本文介绍了指出了冷藏箱研发以及使用当中遇到的一些问题,并介绍了国内外研究人员使用CFD优化箱体结构的经验。
关键词冷藏箱;结构优化;数值计算方法;温度场;CFD0 引言随着社会的发展,人们生活水平的提高,对冷藏箱的需求也越来越大,同时对冷藏箱的要求也越来越高,不仅要求能够更好的保存物品的质量,而求要求能够节能和环保。
如何设计能够更好地满足用户要求的冷藏箱是各个生产厂家面临的主要问题。
目前冷藏箱仍然面临着一些问题,比如箱体内部温度场不均匀,某些部位温度超标,影响了物品的保存;压缩机的频繁开停机以及外界环境通过壁面和门封向箱体内部的漏热导致冷藏箱耗能的增加等问题,严重影响着冷藏箱的发展。
因此如何更加有效快速的对冷藏箱箱体的结构进行优化,来改善冷藏箱的性能,是国内外学者以及公司设计人员的研究重点[1-2]。
许多企业在设计冷藏箱时还是采用传统的实验方法,不仅耗时耗力,而求很难达到预期的效果。
随着计算机技术与数值传热学的结合,计算流体力学软件CFD 得到快速的发展,也已运用到了冷藏箱的设计以及结构优化中去,不仅能够缩短设计周期,而且节省了大量的财力。
目前,国内外的研究人员在设计冷藏箱时应用CFD有了很多的研究成果。
1 冷藏箱箱体内温度场与流场分析冷藏箱箱体内温度场与流场的分布是否均匀,不仅影响着保存物品的质量,而且影响着冷藏箱的功耗。
温度场与流场的优化如果仅仅靠做实验的方法来进行,不仅周期较长,而且需要大量的人力物力,不符合企业的利益;因为与温度场和流场的分布有关参数有多个,工作量太大,而且如果要测量流场需要布置大量的传感器,这样做又破坏了箱体内温度场与流场的分布[3]。
蓄冷剂在便携式保温箱中的应用与试验研究作者:李嘉辰来源:《家用电器》2017年第06期摘要:本文研究了蓄冷剂相变温度、蓄冷剂用量、环境温度、环境湿度与便携式保温箱温升时间之间的关系。
通过优化组合,使得便携式保温箱的性能达到最佳值,保持蓄冷时间长,以满足不同消费者在日常生活中的使用需求。
关键词:蓄冷剂;相变温度;便携式保温箱;试验Application and experimentel research of phase-changed material in portable incubatorLi JiaChen(Hefei No.3 High School 230001)Abstract:This paper studies the phase transition temperature,the weight of phase-changed material,temperature,humidity and the relationship between the portable incubator temperature rise time.Through optimizing combination,which makes the performance of the portable incubator to achieve the best value,Keep cool storage time is long,can meet the demand of different consumers use in everyday life.Keywords:Phase-changed material; phase transition temperature;portable incubator;experiment1、前言在我们的日常生活中,从商超购买速冻食品(诸如速冻水饺、速冻羊肉卷、冰激凌、雪糕等)面临的最大问题是担心从商超到回家的途中食品由于温度的升高而解冻,特别是在炎热的夏天。
货运蓄冷箱内温度场测试试验与数值仿真聂钰岷;吴祥生;庄春龙;邓安仲【期刊名称】《后勤工程学院学报》【年(卷),期】2014(000)006【摘要】为测试货运蓄冷箱在冷链易腐品运输中的冷藏效果,对配置蓄冷材料的集装箱在空箱、满载筐装货物和满载箱装货物3种模式下的内部温度场进行测试试验,并利用Fluent软件进行数值仿真。
结果显示:空箱内温度随室外综合空气温度变化,室外综合空气温度达到最高时,货物区温度分布为-4~2℃,箱顶温度较高,应限制货物码放高度;满载模式下,筐装货物区温度分布为-5~1℃,箱装货物区温度分布为-4~1℃,且均呈温度分层,中下部温度低,上部温度高,建议配置风机,强化冷空气对货物的冷却。
试验和仿真结果为蓄冷箱性能优化和货运冷藏效果预测提供了参考。
%In order to test the refrigeration effect of cool storage freight⁃freezer used in perishable goods transportation,experi⁃mental test and numerical simulation are conducted with Fluent software of temperature field distribution inside cool storagefreight⁃freezer of no⁃load, full⁃load with cargo in baskets and full⁃load with cargo in cartons. The results show that temperature inside theno⁃load freezer undulates with outdoor integrated air temperature. When the outdoor integrated air temperature reaches the highest, tem⁃perature of cargo distributes from-4℃to 2℃and temperature of the top inside freezer is relatively high, so the goods stack height should be restricted;when the freezer is full⁃loaded with cargo, temperaturedistribution of the cargo in baskets varies from-5℃to 1℃, and the cargo in cartons varies from-4℃to 1℃, at the same time, temperature stratification of the cargo stack shows is pre⁃sented, namely temperature of the middle and lower goods is low while the upper is high, so the draught fan should be set in the freezer to improve the cooling effects by cold air. The results of the study offer a reference of optimization of cool storagefreight⁃freezer and prediction of freight refrigeration effect.【总页数】7页(P60-66)【作者】聂钰岷;吴祥生;庄春龙;邓安仲【作者单位】后勤工程学院国防建筑规划与环境工程系,重庆401311;后勤工程学院国防建筑规划与环境工程系,重庆401311;后勤工程学院国防建筑规划与环境工程系,重庆401311;后勤工程学院军事工程管理系,重庆401311【正文语种】中文【中图分类】U492.3【相关文献】1.地面及微重力条件下低温贮箱内相变和传热的数值仿真2.微重力环境下大叶片板式贮箱内流体行为的数值仿真与试验验证3.沙尘试验箱内部流场的数值仿真与分析4.沙尘试验箱内部流场的数值仿真与分析5.增速箱内部动态激励及系统振动响应数值仿真因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
冷库空气幕性能数值模拟与参数优化谢晶;缪晨;杜子峥;朱进林【摘要】以一个实际冷库为试验对象,建立了包含冷库内部、冷库空气幕和库外环境在内的三维耦合数值模型,采用CFD数值模拟软件对冷库空气幕流场进行非稳态数值模拟,并对冷库温度场进行了试验测量,重点分析了冷库空气幕的送风速度、送风角度和喷口宽度等参数对冷库空气幕隔离性能的影响规律.结果表明,对于某个具体的冷库,存在最合理的送风速度和送风角度,使冷库空气幕的隔离性能达到最佳,库内温度场波动最小.冷库空气幕喷口宽度不宜选择过宽.本文研究的冷库空气幕最佳的送风速度为8 m/s,最佳的送风角度为向冷库外侧偏转15.,最佳的喷口宽度为0.04m.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2014(045)007【总页数】7页(P189-195)【关键词】冷库;空气幕;参数优化;性能;数值模拟【作者】谢晶;缪晨;杜子峥;朱进林【作者单位】上海海洋大学食品学院,上海201306;上海海洋大学食品学院,上海201306;上海海洋大学食品学院,上海201306;上海海洋大学食品学院,上海201306【正文语种】中文【中图分类】TB657.1引言冷库是食品冷藏链中的重要环节。
近年来,我国冷库建设发展十分迅速,主要分布在各水果、蔬菜主产区以及大中城市郊区的蔬菜基地,全国现有冷冻冷藏能力已达1500多万t,但冷库总体耗电量巨大,平均耗电量高达131 kW·h/(m3·a)[1]。
为了运送货物,库门需要经常开启,导致库外高温高湿空气渗入库内,造成库温升高,从而增加冷库运行和融霜能耗[2]。
因此,在冷库入口处一般会安装空气幕机,利用空气幕阻隔冷库内外温差导致的气体流动,减少热质交换,维持库内控温要求,从而达到节能的效果。
然而,建筑单位在使用空气幕时往往忽略了送风量、送风速度、送风温度等影响因素,以致空气幕未必能达到理想的效果。
空气幕的流动和传热受多种因素的影响,因此国内外学者[3-5]对空气幕的影响因素进行了研究。
蓄冷板冻结过程的数值模拟与实验研究近年来,随着科技的发展,温度控制技术在农业、食品加工和制药行业得到了广泛的应用。
蓄冷板冻结是一种广泛使用的低温冷却技术,它可以有效地将农产品或食品材料的温度控制在适宜的范围内。
蓄冷板冻结的过程涉及复杂的物理过程和热量传递机理,对冷冻过程的研究具有重要意义。
为了更好地理解和控制蓄冷板冻结过程,本文将进行数值模拟和实验研究。
首先,研究人员将建立蓄冷板冻结过程的数学模型,包括温度场、瞬时样本温度和热量传输系数等问题。
然后,基于蓄冷板冻结过程的数学模型,采用数值方法,如有限元法和时域隐式法,进行数值模拟。
最后,研究人员将对蓄冷板冻结过程进行实验,主要包括温度计录数据和热量传输系数的测量等,对实验结果进行分析,与数值结果进行比较,以验证和优化数值模拟结果。
通过完成上述研究,本文将探究蓄冷板冻结过程的物理机制,并为进一步优化蓄冷板冻结技术提供依据。
此外,本文的研究结果不仅可以作为传热模拟的有益参考,而且可以为以往对该过程的研究提供认证。
本文将以数值模拟和实验研究的方法,对蓄冷板冻结过程进行系统的研究。
首先,将给出蓄冷板冻结过程的数学模型,然后将采用数值方法进行模拟计算,最后进行实验研究。
研究结果将有力地推动蓄冷板冻结技术的发展,对食品加工、农业和制药行业有重要的意义。
实验步骤和步骤将如下所示:(1)实验准备:准备蓄冷板和被冻结物质,设置温度控制器,计算被冻结物质的热容量。
(2)冰冻实验:使用蓄冷板进行冰冻实验,控制板温和冷却速率,并记录冰冻过程的温度变化和热量传递系数。
(3)数值模拟:建立蓄冷板冻结模型,采用有限元方法和时域隐式方法,求解被冻物质的温度场和热量传输系数。
(4)实验结果分析:对实验数据和数值结果进行分析,根据温度场和热量传输系数,探究蓄冷板冻结过程中物理机制和传热规律。
本研究将通过数值模拟和实验研究,深入探究蓄冷板冻结过程的物理机制和传热规律,并为进一步优化蓄冷板冻结技术提供有益参考。
冰蓄冷系统效果模拟冰蓄冷系统效果模拟冰蓄冷系统是一种利用冰的蓄冷效果来实现空调制冷的技术。
该系统可以在低峰电力供应时段蓄积大量冰块,然后在高峰时段使用这些冰块来提供制冷效果,从而减轻电力负荷和能源消耗。
以下是一个关于冰蓄冷系统效果模拟的步骤思路:第一步:收集数据首先,需要收集一些相关的数据,比如室内外温度、湿度、电力负荷曲线、制冷需求等。
这些数据可以通过传感器、仪表或者气象站来获取。
第二步:建立模型根据收集到的数据,建立一个综合性的数学模型。
这个模型应该考虑到室内外温度差、系统循环效率、冰块蓄积速度等因素,并能够预测在不同条件下冰蓄冷系统的制冷效果。
第三步:模拟运行利用建立好的模型,进行冰蓄冷系统的效果模拟运行。
根据室内外温度、湿度以及制冷需求等参数,模拟系统在不同时间段的运行状态,包括冰块的蓄积和使用过程。
第四步:分析结果根据模拟运行的结果,进行效果分析。
比如,冰蓄冷系统在高峰时段能否满足制冷需求,是否能减轻电力负荷,以及系统的能效比等。
第五步:优化设计根据分析结果,对冰蓄冷系统进行优化设计。
可以调整系统的参数,比如冰蓄容量、循环效率等,以提升系统的制冷效果和能源利用效率。
第六步:验证实验将优化设计的参数应用到实际系统中,并进行验证实验。
通过对比实验数据和模拟结果,评估优化设计的效果和可行性。
第七步:改进和应用根据验证实验的结果,对系统进行改进,进一步提高冰蓄冷系统的性能。
对于已经投入使用的系统,可以根据模拟结果和实际运行情况进行优化调整,以获得更好的节能效果。
通过以上的步骤思路,可以对冰蓄冷系统的效果进行模拟和评估,为系统的设计、优化和改进提供科学依据。
这将有助于提高空调制冷的能源利用效率,降低对环境的影响,实现可持续发展。
上海节能蓄冷式多温保温箱的模拟研究王建军1吴彦生2徐笑锋31.河南新泓光谷新能源有限公司;2.郑州市科技工业学校;3.上海海事大学蓄冷技术研究所摘要:冷链物流运输中都存在零担物流。
为提高物流经济性,保障果蔬冷藏运输品质,设计了蓄冷式多温区保温箱。
将真空绝热板技术与蓄冷技术结合,建立保温箱的三维非稳态模型,对温度场和速度场进行仿真分析。
模拟结果显示:中温区有效保冷15h 左右,低温区有效保冷16h 左右。
低温区空气流动活跃,温度场分布最为均匀。
各温区顶部温度最高,这是由于冷量下降并且顶部未布置冷板的缘故。
在实际应用中必须避免上部的食品药品因温度不均匀而腐败变质。
研究结果为蓄冷保温箱在冷链物流中的进一步设计和优化提供支持,并为蓄冷技术在果蔬冷链物流中的应用提供参考。
关键词:相变储能;冷链物流;多温区;相变材料DOI:10.13770/ki.issn2095-705x.2019.10.007Simulation Study on Multi-temperature Insulation Box with Cold StorageWang Jianjun 1,Wu Yansheng 2,Xu Xiaofeng 31.XinHong GuangGu New Energy Co.,Ltd.2.Zhengzhou Science and Technology Industrial School3.Institute of Cool Storage Technology,Shanghai Maritime UniversityAbstract:There are many LTL logistics in the cold chain logistics transportation.In order to improve the economy of logistics and ensure the quality of refrigerated transportation of fruits and vegetables,one kind of multi-temperature areas refrigerated incubator were designed.The three-dimensional unsteady model of the heat preservation box is established by combining the vacuum insulation plate technology with the cold storage technology.The temperature field and velocity field are simulated and analyzed.The simu-lation results show that the effective cold preservation is about 15hours in the middle temperature region and 16hours in the low temperature region.In the low temperature region,the air flow is active and the temperature field is the most uniform.The temperature at the top of each temperature zone is the highest due to the decrease in the cooling rate and the absence of cold panels at the top.In practical application,the upper food and medicine must be avoided from spoilage due to uneven temperature.The research re-sults provide support for further design and optimization of cold storage incubator in cold chain logistics,and provide references for the application of cold storage technology in cold chain logistics of fruits and vegetables.Key words:Phase Change Energy Storage;Cold Chain Logistics;Multi-temperature Zone;Phase Change MaterialNo.082018上海节能No.1020190引言蔬菜水果,肉制品,海鲜,包括疫苗等附加值较高的食品药品从生产加工到使用者往往需要很远的距离。
冷藏集装箱内温度场的数值模拟与实验摘要:为更深入地了解货物堆码方式对集装箱内温度场的影响,以下送风20英尺机械式冷藏集装箱为研究对象,通过建立3D紊流模型,对非稳态下箱内动态温度分布情况进行模拟.在装载量不变的情况下,采用CFD模拟4�N工况下的箱内温度分布情况.模拟结果表明:货物左右对称堆码方式的温度场分布情况优于货物整体堆码方式的情况;合理地控制货物堆码高度及货物与箱壁侧面间隙可以有效防止湍流现象的发生;高温区域主要出现在门端偏后处和集装箱的拐角处.模拟结果与实验结果有良好的一致性,对冷藏集装箱内货物堆码方式的选择具有指导和借鉴意义.关键词:数值模拟;冷藏集装箱;温度场;堆码方式中图分类号:U664.87文献标志码:AAbstract:In order to understand the effect of cargo stacking modes on temperature field inside reefer containers,for a 20 ft mechanical reefer container with bottom air delivery units,a 3D turbulence model is established,and the dynamic temperature distribution inside the container under unsteadyconditions is simulated. By CFD,the temperature distributions inside the container are simulated respectively for 4 working conditions,where the loading is constant. The simulation results show that,the temperature distribution with the leftright symmetrical stacking mode of cargoes is better than that with the whole stacking mode of cargoes,the reasonable cargo stacking height and the reasonable distance between the walls and the cargoes can effectively prevent the phenomenon of turbulence,and the high temperature areas are mainly located at back of the door and the container corners. The simulation results are well agreeable with the experimental results. It provides guidance and reference for the cargo stacking mode selection inside reefer containers.Key words:numerical simulation;reefer container;temperature field;stacking mode0 引言随着社会和科技的发展,人们对食品营养价值的要求不断提高,冷藏运输工具及技术也得以发展.[12]生鲜货物需求量增加十分迅速,截至2015年年底已达到10 460万t,接下来的十年,生鲜货物的海运量将会增加近一半.[3]国内已形成顺丰冷运模式、京东商城模式、河南鲜易供应链模式和九曳供应链模式等4种第三方冷链物流模式,这为冷藏保温车市场增长奠定了基础.[4]冷藏集装箱具有可靠的制冷保温功能、完善的自动控制功能、特殊的隔热结构以及良好的适用性和灵敏性,是其他运输工具难以取代的.冷藏集装箱内温度场分布是影响运输质量的关键因素,合理的堆码方式有利于货物在运输途中的有效冷藏.CHOURASIA等[56]对冷藏集装箱进行了大量实验,阐述了稳态下箱内空气流动特性.ALPTEKIN等[7]通过设置3种几何形状的冷藏集装箱,研究通风槽冷藏集装箱的气流分布格局.文献[811]采用CFD对20英尺冷藏集装箱进行数学建模和数值分析,发现由于货物堆码的长度、宽度和高度不同,冷藏集装箱内温度场分布情况也不同.刘亚姣等[12]通过改变蔬菜之间的距离,发现随着蔬菜之间距离的增大,蔬菜间隙内空气流通量也增大,蔬菜的呼吸热能够更快地被吸收和转移,箱内温度场分布更加均匀.目前,对冷藏集装箱内温度场的研究大多采用2D模拟.AGARO等[13]对冰箱进行了2D模拟和3D模拟,发现3D 模拟结果更接近实验结果,这主要是因为2D模拟忽略了侧壁热边界对流体带来的二次涡流的影响.这个结论也适用于冷藏集装箱内温度场的研究,尤其是适用于模拟非稳态工况.国内对冷藏集装箱内流体的模拟局限于稳态工况下的箱内空气流动和温度分布,缺少对箱内温度动态变化的描述.本文模拟非稳态下冷藏集装箱内空气的动态降温过程,为研究货物堆码方式对箱内温度场分布的影响提供更全面的理论分析.1 物理模型建立1.1 物理模型以上海海事大学冷藏集装箱实验室的标准20英尺机械制冷冷藏集装箱为研究对象,见图1.箱体内部尺寸为5 440 mm×2 280 mm×2 310 mm;箱体送风方式为下送风上回风,送风口尺寸为 2 260 mm×30 mm,回风口尺寸为 1 840 mm×130 mm;箱内冷藏货物呈规则立方体结构,在箱内对称分布.图1中,a为货物与箱侧壁之间的距离,b为前后两组货物之间的距离,c为左右两组货物之间的距离.。
蓄冷式冷藏箱降温过程的数值模拟及试验验证刘伟;杨洲;段洁利;赵文峰;邱汉【摘要】[目的]研究蓄冷式冷藏箱降温过程中的温度变化速率和温差.[方法]采用CFD模拟软件对冷藏箱内流场进行非稳态数值模拟;建立包括冷藏箱内部和外部环境在内的三维耦合模型;分析蓄冷式冷藏箱降温过程中贮藏室内温度场分布规律;得出贮藏室内横截面和纵截面流场分布图.基于所建立的模型,研究不同风机风速、回风道面积和冷条初始温度对贮藏室流场的影响.[结果]模拟结果表明,冷藏箱可以在8 min内将贮藏室温度从16℃ 降低到0℃,正对回风道的区域温度较低,其他区域温度分布比较均匀.模拟结果与试验结果比较吻合,贮藏室温度变化平均绝对误差为0.68℃,温度分布平均绝对误差为0.29℃.提高风机风速,增大回风道面积,降低冷条初始温度可以缩短降温的时间,贮藏室温度变化速率随着降温时间逐渐减小;贮藏室内的温差随风速的增加而减小,随回风道面积的增大和冷条初始温度的降低而增大.[结论]该研究结果可为蓄冷式冷藏箱降温参数的优化设计提供一定的参考.【期刊名称】《华南农业大学学报》【年(卷),期】2019(040)004【总页数】7页(P119-125)【关键词】蓄冷;冷藏箱;温度场;CFD软件;数值模拟【作者】刘伟;杨洲;段洁利;赵文峰;邱汉【作者单位】华南农业大学工程学院,广东广州 510642;华南农业大学工程学院,广东广州 510642;华南农业大学工程基础教学与训练中心,广东广州 510642;华南农业大学电子工程学院,广东广州 510642;广东工业大学机电工程学院,广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】S229.3冷藏箱是农副产品贮藏的重要装备。
普通贮藏箱自身不带冷源,必须接通电源才能工作[1],出现断电情况将会造成经济损失,而工业用电又分为峰期和谷期,峰期的电费是谷期电费的2~3倍[2],因此研究设计一款蓄冷式冷藏箱,既可以防止断电问题造成的农副产品的腐败,也可以避开用电高峰期,为企业节省用电成本,缓解工业用电压力。
冷链保温箱状况调研报告冷链保温箱状况调研报告1. 背景冷链保温箱是一种用于运输和储存需要恒温条件的物品的装置。
它通常由保温材料制成,具有良好的隔热性能,可以有效地保持箱内的温度稳定。
在食品、药品和生物制品等行业中广泛应用,对于保证产品质量和安全至关重要。
为了解冷链保温箱的现状和发展趋势,进行了本次调研。
2. 调研方法本次调研采用了问卷调查的方式,针对冷链保温箱的使用者进行了调查。
调查内容包括冷链保温箱的种类、使用情况、质量要求等方面的问题。
3. 调研结果(1) 冷链保温箱的种类根据调查结果,冷链保温箱可以分为硬质和软质两种类型。
硬质保温箱通常由塑料或金属材料制成,结构坚固,适用于长途运输。
软质保温箱则由柔软的材料制成,便于折叠和携带,适用于短途运输和临时使用。
(2) 冷链保温箱的使用情况绝大部分受访者表示常常使用冷链保温箱进行产品运输和储存,尤其是在涉及到食品和药品的情况下。
冷链保温箱在冷藏、冷冻和恒温运输过程中起到了关键的作用,能有效地保持产品的新鲜度和质量。
(3) 冷链保温箱的质量要求根据调查结果,对冷链保温箱的质量要求主要集中在以下几个方面:保温性能、防水性能、耐用性和易于清洁。
保温性能是最重要的要求之一,应能有效地保持箱内温度的稳定。
防水性能也很关键,尤其是在储存食品和药品时,需要保证箱内不受潮。
耐用性和易于清洁也是使用者非常关注的因素,因为保温箱需要经常反复使用和清洗。
4. 发展趋势根据调研结果,冷链保温箱的发展趋势主要体现在以下几个方面:(1) 进一步提高保温性能。
随着技术的不断发展,新型保温材料的研发可以提供更好的保温效果,进一步提高冷链保温箱的保温性能,使其更适用于需要更严苛温度要求的物品运输。
(2) 提高箱体强度和耐用性。
保温箱在运输过程中可能会遇到各种振动和冲击,因此,提高箱体的强度和耐用性对于保证产品安全非常重要。
(3) 引入智能化技术。
随着物联网和人工智能技术的发展,冷链保温箱的智能化程度将不断提高。
冷链物流保温箱保温性能影响因素研究综述优化保温箱设计参数,提高冷链物流中保温箱的使用效率,以及降低成本提供参考。
1 蓄冷剂影响保温性能的研究进展1.1 蓄冷剂储存形式蓄冷板又称冷板,其制冷原理是利用共晶盐溶液冻结后所蓄存的冷量进行制冷[3]。
张哲等[4]研究发现,环境温度对蓄冷板冻结所需时间影响较小,但对共晶液开始冻结所需时间影响较大,且环境温度越高,蓄冷板释冷时间越短。
朱先锋等[5]研究指出,环境温度对蓄冷板充冷时间影响较大。
杜雁霞等[6]研究了蓄冷介质在板式蓄冷器中凝固时的相界面移动速度,指出蓄冷板厚度应根据传热速率、预测蓄冷时间和电价低谷时段进行设计。
蓄冷袋又叫 “非冰冰枕”“特殊冰”,因其成本0 引 言随着我国人民生活水平的提高,生鲜食品的需求量越来越大,同时,如何保障生鲜物流运输成为亟待解决的问题。
蓄冷保温箱是蓄冷技术与隔热技术的有机结合,可以弥补冷藏车的缺陷[1-2]。
只要将食品分装于含有蓄冷剂的绝热保温材料箱体中,就能通过不同相变温度的蓄冷剂保证不同食品所需的冷藏温度。
体积较小的蓄冷保温箱,既能用普通货车运输,又可重复使用。
鉴于当前蓄冷保温箱的广泛应用,本文就蓄冷保温箱保温性能及影响因素的研究进展作一番综述,以期为摘 要:为确保当前电商冷链物流广泛使用的蓄冷保温箱满足冷链运输要求,研究了现有蓄冷保温箱的保温性能及其影响因素,重点分析了蓄冷剂和保温箱参数的改变对蓄冷保温箱保温性能的影响。
分析结果明确了各因素对保温性能影响的程度及相关定量的指导性结果,对进一步保障冷链物流保温箱的优化设计、提高其使用效率、降低其使用成本具有一定的参考价值。
关键词:冷链物流;保温箱;保温性能;蓄冷剂10.19446/ki.1005-9423.2022.01.002■ 文/廖嘉昱,曾台英,梁 津,李昊霖,刘舒文,都春龙(上海理工大学 出版印刷与艺术设计学院,上海 200093)作者简介:廖嘉昱(2000—),女,大学本科在读,研究方向为包装设计,就读于上海理工大学 出版印刷与艺术设计学院;曾台英(1978—),女,博士,大学讲师,硕士生导师,主要从事包装设计和包装运输动力学方面的研究,任职于上海理工大学 出版印刷与艺术设计学院。
冰蓄冷疫苗冷库保温性能实验研究作者:邵超赵帅赵有信马永志贺素艳来源:《现代信息科技》2020年第08期摘要:在一些用电紧张的地区,冷库中添加冰蓄冷装置可以有效地提高冷库的存储效果,与传统冷库相比,冰蓄冷冷库对冷库保温性能要求更高。
为了提高冰蓄冷冷库的保温性能,文章利用红外热像仪,对冰蓄冷冷库内部和外部不同部位的漏冷问题进行研究,通过研究发现,冷库库门位置和库板拼接处冷量损失严重。
在此基础上,针对冷库门和库板拼接处的漏冷问题提出优化方案,提高冰蓄冷冷库的保温性能,保证存储物品的质量。
关键词:冰蓄冷冷库;红外热成像仪;保温性能;性能优化Abstract:In some areas where electricity is tight,adding ice storage devices to the cold storage can effectively improve the storage effect of the cold storage. Compared with the traditional cold storage,the ice storage cold storage has higher requirements on the thermal insulation performance of the cold storage. In order to improve the thermal insulation performance of the ice storage cold storage,this article uses infrared thermal imaging cameras to study the leakage of cold inside and outside different parts of the ice storage cold storage. Through the research,it is found that the cold storage door position and the storage plate splicing place have a serious loss of cooling capacity. Based on this,an optimization scheme is proposed for the problem of cold leakage at the junction of the cold storage door and the storage plate to improve the thermal insulation performance of the ice storage cold storage and ensure the quality of the stored items.Keywords:ice storage cold storage;infrared thermal imager;thermal insulation performance;performance optimization0 引言在一些用电紧张的地区,冷库等冷藏设备一般为压缩式制冷,耗电量极大,利用传统冷库存储生鲜农产品和疫苗等医疗制品往往会因为电力不足而出现问题,所以在传统的冷库中加入冰蓄冷装置可以大大缓解峰谷时段电力负荷不平衡的矛盾,在用电高峰期,制冷装备无法工作的情况下,冰蓄冷装置利用冰的相变吸收热量,从而保证冷库内部的温度平衡。
第44卷 第15期 包 装 工 程2023年8月PACKAGING ENGINEERING ·175·收稿日期:2022–10–10基金项目:高水平大学科建设医工交叉创新项目(10-22-309-501)作者简介:杨佳文(1998—),男,硕士生,主攻计算机技术与冷链物流技术。
人工神经网络在不同蓄冷剂参数下保温性能评估的应用杨佳文,曾台英(上海理工大学,上海 200093)摘要:目的 利用不同人工神经网络算法预测不同蓄冷剂参数下冷链保温箱保温时间,以寻找最适合评估其保温性能的人工神经网络。
方法 将实验数据以41∶的比例分别随机分配训练、测试的样本,分别建立BPNN 、RBFNN 与GRNN 这3种人工神经网络模型,并提出判定系数(R 2)、平均绝对误差(MAE )与均方误差(MSE )这3个评价标准。
通过算法获得保温时间预测值和评价标准具体值,并且利用随机漫步算法对性能最好的神经网络进行优化。
结果 通过R 2、MAE 和MSE 这3个神经网络评价标准以及保温时间的实际值与预测值的对比图,得出RBFNN 神经网络的性能最佳、精度最准、拟合最好,它的R 2远高于GRNN 和BPNN 神经网络的,并且MSE 值和MAE 值远低于GRNN 和BPNN 神经网络的,3个评价指标分别达到0.999 93、0.009 63和0.062 86。
优化后的Random-Walk-RBFNN 的性能进一步提高,R 2提升了0.004%,MSE 值、MAE 值和运行时间分别下降了60.02%、34.20%和5.29%。
结论 RBFNN 神经网络各方面最为突出,更适合用于冷链保温箱保温性能评估,而优化后的Random-Walk-RBFNN 性能更优,R 2进一步提升,MSE 值、MAE 值和运行时间进一步下降,评估性能更好。
关键词:冷链保温箱;蓄冷剂;人工神经网络;均方误差中图分类号:TB485.3;TP183 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2023)15-0175-09 DOI :10.19554/ki.1001-3563.2023.15.023Application of Artificial Neural Network in Evaluation of Thermal InsulationPerformance under Different Parameters of Cool Storage AgentYANG Jia-wen , ZENG Tai-ying(University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)ABSTRACT: The work aims to use different artificial neural network algorithms to predict the holding time of cold chain in-cubator under different cold storage agent parameters in order to find the most suitable artificial neural network for evaluating the thermal insulation performance. The experimental data were randomly assigned to the training and testing samples in a ratio of 4∶1, and three artificial neural network models, namely BPNN, RBFNN and GRNN, were established respectively. Three evaluation criteria, namely the decision coefficient R 2, mean absolute error MAE and mean square error MSE, were proposed. The predicted value of holding time and the specific value of evaluation criteria were obtained by the algorithm, and the neural network with the best performance was optimized by the random walk algorithm. By comparing the three evaluation criteria of R 2, MAE and MSE and the actual and predicted values of holding time, it was concluded that RBFNN neural network had the best performance, the most accurate precision and the best fitting. Its R 2 was much higher than those of GRNN and BPNN neural networks, and MSE and MAE were much lower than those of GRNN and BPNN neural networks. The three evaluation indicators reached 0.999 93, 0.009 63 and 0.062 86, respectively. The performance of the optimized Random-Walk-RBFNN was further improved, R 2 was increased by 0.004%, and MSE, MAE and running time were decreased by 60.02%, 34.20% and·176·包装工程2023年8月5.29%, respectively. RBFNN neural network is the most outstanding in all aspects, which is more suitable for evaluating thethermal insulation performance of cold chain incubator. The optimized Random-Walk- RBFNN has better performance, im-proves R2, reduces MSE, MAE and running time, and achieves better evaluation performance.KEY WORDS:cold chain incubator; cold storage agent; artificial neural network; mean square error近年来,随着人们生活水平的改善,对生鲜需求愈来愈大[1]。
第37卷,总第213期 2019年1月,第1期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYVol.3 7,Sum.No.213Jan.2 019, No. 1冷链蓄冷保温箱性能优化数值模拟研究李晓燕,王雪雷,苗馨月,陈杰,闫淑晴(哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院,黑龙江哈尔滨150028)摘要:为缩短充冷时间,提高保冷能力,降低能耗,实现蓄冷保温箱性能的提升。
提出一种锯齿形结构新型蓄冷板,并对比了平板蓄冷板与三种不同尺寸新型蓄冷板的蓄释冷性能。
同时研究了蓄冷保温箱配送过程中,四种蓄冷板布置方式(顶部布置、四周布置、并列布置、重合布置)下箱体的保冷性能。
结果表明:新型蓄冷板与平板蓄冷板相比蓄释冷更快,其中新型蓄冷板3性能最高,其蓄释冷完成时间与平板蓄冷板相比分别缩短了 39. 1D与39.3 D;蓄冷板布置方式对箱体保冷性能存在很大的影响,其中并列摆放时温度场均匀,且平均温度最低,只有281.6 K,效果最好。
关键词:蓄冷保温箱;冷链;蓄冷板;数值模拟;设计与优化中图分类号:TK018 文献标识码:A文章编号$1002 -6339 (2019) 01 -0087 -04Numerical Simulation on Performance Optimization ofCold Storage Incubator during Cold Chain ProgressLI Xiao- yan,WANG Xue- lei,MIAO Xin- yue,CHEN Jie,YAN Shu- qing(Energy and Architectural Engineering Institute,Harbin University of Commerce,Harbin 150028,China)Abstract:This study aim to shorten the charging time,improve the cold preservation ability and reduce energy consumption,in order to improve the performance of tlie cold storage incubator.A novel cold platewith zigzag structure i s proposed,the charging and discharging performance of the flat cold plate andthree different sizes of novel cold plates are compared.At the same time,t storage incubator during t he deliver progress under four cold plate arrangements (top arrangement,surrounding arrangement,side by side arrangement,coincidence arrangement)are studied.The resultsshow that tlie novel cold plates have faster cold charging and discharging rate than the novel cold p late3 has the best performance because its time to reach the complete charging and discharging is shortened by 39. 1D and 39. 3D compared witii the flat cold p rangement of cold plate has a certain influence on the cold preseration performance of t!ie cold storage incubator.Under t!ie side by side arrangement,the cold preservation performance of t!ie cold storage incubator is the best because of its uinform temperature field and lowest average t 281.6 K.Key words:cold storage incubator;cold chain;cold plate;numerical simulation;design and optimazition收稿日期2018-10-12修订稿日期2018-11-20基金项目:国家自然科学基金资助项目(51476049);冷链装备中新兴技术研究(2016TD004);哈尔滨商业大学研究生创新科研项目 (YJSCX2017 -442HSD)作者简介:李晓燕(1962 ~),女,博士,教授,研究方向:相变蓄冷材料。
• 87 •随着我国经济的崛起,的发展,对性能 的保温箱的研制 更高的要求[%-2]。
保温箱 [3]储存 ,以较好的适用于中 输[4]。
现在对蓄保温箱的研究已 [5-8],范中阳[9]_研究 板 放 对箱内环境温度和白菜中心温度的影响。
田[%&]对 板共 的热力学特性进 分析,建板释冷的数学 ,N a C l蓄冷板在 外界温度条件下的释 ,关 进行证。
利用F lu e n t软件对 保温箱的 、保进 。
一 新 ^冷板,并研究 寸新 板的蓄释冷性能。
时 对 板的 置方式对箱内温度场 性的影响。
对 保温箱的进一步 与应供了一定的 持。
1物理模型的建立采用273 K温度段蓄冷剂,相变潜热为335 k j/k g。
平板蓄冷板尺寸为300m m x300m m x20m m,蓄冷 板 为 ,壁厚为1m m。
在 质量的蓄冷下,设计了一 的新 板,现对平板 板以及 寸的新 板的蓄释冷性能进 ,板 1所示,单 m m。
图1蓄冷板截面尺寸图保温箱尺寸为560 m m x460 mm x410 mm,其中保温 厚度为30 mm,为 。
4保温箱在空载状态下 的板布置方对箱体保冷性能影响,置方 2所示。
为了便于分析,对 作 下假设$(1&界环境温度恒定且与保温箱之间换热系 数为常数;(2& 中相变材料的密度、比热、导热系数、粘度保持 ;(3&保温 向同性;(4&忽略 时因密度差产生的图2蓄冷保温箱内蓄冷板布置方式图浮动;(5 &忽略各接触面的接触热阻。
2数学模型的建立学 为:质量守恒方程+ div(p U&m0dt动量守恒方程#("&+div(p nu&mdiv(#gradu&—"+Su#(#"& + div("u)m div(#radi;) -#("&& +div(pi^u)mdiv(#gradw)# 〇z 能 守恒方[p("H+ h)] + V • (p%) m" • (1 V.) c,• 88•图3各蓄冷板蓄冷量随时间变化图$ 162 s 、2 003 S、1 903 w与板 板相比,新型 板1、新 板$、新板3的释冷完成时间分别减少了31%、36.1%及39.3%。
新 冷 板与平板板释冷速率明显,释速率 表明换热能,其中新板3换热能力最好,有利于维持箱内温度。
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500时间/s图4各蓄冷板释冷量随时间变化图,新板3拥着最快的蓄释冷 速率,最,与箱部换热效果最好,故保温箱采用新板3。
4.2蓄冷板布置方箱体内温度场图 510 h 时保温箱内部温分。
由中可以 , 板的摆放方式对保温箱内温度场的分 着的影响。
此时顶部布置、四周置、置、并列置下保温箱温度分别为 284. 3 K 、283. 3 K 、291. 1 K 、281.6 K 。
较低的温度表明板走的从外界进入箱部的热量更多。
同时从温度云 以列摆放时箱 部温度场最为 ,温度梯度最小,其置方之。
,板置方中 列 置时箱内的温度最低,温度场最为 ,性能最好。
其原因在于较好的保冷效 板与箱内空气较大的接触,同时板在箱内分 ,这板以最最的进箱的热。
式中 p ---密度/kg.m ;# ---时间/s ;K ----速度;#---动力粘度/(kg *s ) .m -2 ;59,^Y,,Z —源项;"J 一一的潜热/J ;h —的显热/J ;+---流动速度/m .s _1 ;1—导热系数/,•(:• K & -1。
在计中, 分来表示单位容 组分的。
分 /定义为^. q .slidP m . 一 . .o lic d q q .liq u idliq u id s o li d、1.〉.liq u id式中Ts o lld —PCM 凝固温度;.-I —PCM 融化温度。
3初始条件和边界条件板蓄释冷性能时$( 1 &蓄冷时,蓄冷板温度为278 K ,外界温度为263 K 。
(2&释 时,板温度为268 K ,外界温度为303 K 。
板摆放方式下箱内温度场时$箱 温度为273 K ,外界环境温度为303 K 。
在配 中,外界环境的热保温层进入箱部, , 热 , 持箱温度。
4模拟结果与分析4.1蓄冷板蓄释冷3为板 与时间的关系,相下 板完成时 速率 。
板 板、新 板1、新 板2、新 板3的 完成时间分别为9 245 s 、6 390 s 、5 949 s 、5 629 s 。
与板 板新板1、新型蓄板2、新板3的时间分别减少了 30. 8D 、35. 7D 及39. 1D 。
新型蓄冷板的与平板蓄冷板相 速率都有明显的 ,其中新 板3蓄速率最 。
4 为板释中释与时 的关系。
,释下释 完成时小释 速率 。
平板 板、新 板1、新 板2、 新板3的释冷完成时间分别为3 135 s 、L--_--_--_--_--U Oo o o o o oo o o oo 5 4 3 2 15¥命_o o oo o o o o 54 3 25_命#• 89•四周布置重合布置并列布置图5不同蓄冷板布置方式蓄冷保温箱内温度场5结语本文在蓄冷板结构及蓄冷板布置方式两个方面对保温箱的性能进行优化,综合上述研究成果$(1)在下,设计的新7令板与平板板,有着更好的蓄释冷性能,其中新板3性能最好。