果蔬冷激處理系統(tǒng)控制及傳熱過程的研究.pdf

1、我國果蔬產(chǎn)量豐富，而果蔬保鮮技術(shù)落后及相關(guān)設(shè)備缺乏，制約著我國果蔬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著人們對健康和環(huán)保的重視，化學(xué)保鮮方法備受質(zhì)疑，探索健康環(huán)保的果蔬物理預(yù)處理方法及研制相關(guān)設(shè)備成為保鮮領(lǐng)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(jìn)行研究，并對果蔬冷激處理的傳熱過程進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)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(yàn)證了所提過熱度控制策略的實(shí)際控制效果，并與熱力膨脹閥的控制效果進(jìn)行對比分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:智能控制策略較傳統(tǒng)PID控制策略動態(tài)響應(yīng)快，超調(diào)量小，振蕩時間短;壓縮機(jī)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(diǎn)，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(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，將三種采用不同加熱和循環(huán)方式的融冰方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:利用熱泵機(jī)組加熱管道內(nèi)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(nèi)載冷劑和熱泵機(jī)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(fù)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(chǔ)的軟件COMSOL對傳熱模型進(jìn)行數(shù)值求解;以黃瓜和胡蘿卜為實(shí)驗(yàn)材料，對模型精度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)測值對比結(jié)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