食品冻结装置配风系统优化技术的研究

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1、上海水产大学硕士学位论文食品冻结装置配风系统优化技术的研究姓名：杨素林申请学位级别：硕士专业：制冷与低温工程指导教师：葛茂泉2003.6.12003年E海水产大学硕士论文食品冻结装置配风系统优化技术的研究摘要冻结速度取决于被冻食品的几何尺寸、几何形状、含水率、热导率、冷却介质温度及其与被冻食品之间的对流换热强度等因素。以空气为冷却介质的冻结装置，为了实现快速冻结，必须优化配风系统来提高食品表面传热系数和冷却介质与被冻食品之间的温差。本文对此进行了研究，主要工作如下：第一，食品冻结过程的数值计算。从一维非稳

2、态导热方程及相关的初始条件和边界条件出发，编制程序，分别对无限大平板状和球状食品这两种情况，讨论了食品表面传热系数，冷却介质温度和食品的特征尺寸三个因素对冻结时间的影响，得到一些结论可为实际操作提供参考。第二，新型冻结装置的研制。通过高效蒸发器的使用，配风系统的改进，形成的热波动间歇式气流形成快慢交替的间歇风，利用间歇风效果，涡流效果，水平顶压效果形成食品表面传热系数的强弱交替和食品放热机理更加吻合，缩短了食品冻结时间，提高了食品表面与冷风之间的温差，提高冷冻机的蒸发温度，达到节能目的。关键词：冻结，冻结

3、装置，气流组织，数值计算2003年上海水产大学硕士论文AbstractFreezingspeeddependsonthedimension,shape，percentageofwaterandconductivityoffood；thecoolingmediumtemperatureandtheheattransfercoefficient．Asfarasthefreezingequipmentinwhichairisusedascoolingmedium，theairdistributionsystem

4、mustbeoptimizedtoincreasethefoodfreezingspeed．Thefollowingresearchesaredoneinthispaper：Computersimulatesone—dimensionalfreezingprocedureofinfiniteplateandsphericalfood．Consideringthatthethermalpropertiesareconstant，theeffectofthreefactors(theheattransferc

5、oefficient,thecoolingmediumtemperatureandthecharacteristicsize)onfreezingtimeisdiscussed．Theresultsaleusefultooperation．Newfreezingequipmentwasdeveloped．Bytheuseofhighlyeffectiveevaporator,theimprovementoftheairdistributionsystem，theintermittentairflowWas

6、achieved．Theintermittentheattransfercoefficienttalliesthelawoffoodheatdischargeperfectlyastheresultofintermittentairflow,vortexandstaticpressureboxwhichshortensfoodfi'eezingtime，broadensthetemperaturedifferencebetweenthecoolingmediumandthefoodsRrface,heig

7、htenstheevaporationtemperatureastoreducetheenergyconsumption．2003年上海水产大学硕士论文Keywords：fi’eezing，freezingequipment，airdistribution．numericalsimulation2003年j二海水产大学硕士论文主要参数表主要符号表a⋯一热扩散率，m2／sT一．t时刻的温度，KT’一．(t+At)时刻的温度，Kh。。⋯．食品冻结点与-10℃时的比焓差，J／m3L⋯．食品表面与热中心的最短距离

8、，单位为锄o～．食品表面传热系数，w“m2．k)o～．密度kg／mJP，R一．食品的形状系数，无量纲c⋯．食品定压比热，kJ／(kg．k)Ax，Ar⋯一空间步长，mT。～．冷却介质温度．K卜～动力粘度，kg／(m．s)V～．运动粘度，m／s2相似准则Re：型pUpr=——口M：型^下标D⋯．当量l⋯．冻结前3⋯．冻结后雷诺准则普朗特准则努谢尔数l啊一液相争⋯固相BI-⋯相变n⋯．节点数，无量纲Fo⋯．傅立叶数，无量纲i⋯。节点