本文關鍵詞：氣調(diào)運輸用超聲波加濕裝置優(yōu)化及濕度調(diào)節(jié)特性研究

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【摘要】：氣調(diào)保鮮技術是一項先進、高效的果蔬保鮮技術,氣調(diào)保鮮通過改變貯藏環(huán)境中的溫度、氧氣濃度、二氧化碳濃度與相對濕度等參數(shù),從而達到抑制果蔬呼吸作用,延長果蔬保鮮周期的效果。提供適宜的果蔬貯藏環(huán)境是果蔬氣調(diào)保鮮技術的關鍵,相對濕度是果蔬貯藏環(huán)境中的一個重要參數(shù),對果蔬保鮮品質的影響很大,濕度控制的好壞直接影響到果蔬的貯藏品質。本文根據(jù)果蔬氣調(diào)保鮮環(huán)境的特點,選定了超聲波加濕裝置作為研究對象。為提高加濕過程廂內(nèi)濕度均勻性,設計了管道式超聲波加濕裝置,并建立管道式加濕裝置數(shù)學模型,包括加濕裝置總霧化量計算模型,管道阻力計算模型,液滴蒸發(fā)擴散計算模型,通過數(shù)學模型來預測裝置的加濕效果,及對加濕裝置的進一步改進提供理論參考。結合以往學者的研究成果,對氣調(diào)保鮮廂體的流場進行了理論分析,包括廂體流場的基本控制方程、多孔介質模型、組分傳輸模型、浮升力模型、濕度調(diào)節(jié)模型的分析。通過Pro/E三維制圖軟件建立氣調(diào)保鮮運輸廂體三維物理模型,利用ICEM CFD網(wǎng)格劃分軟件生成非結構化網(wǎng)格,導入Fluent流體分析軟件,進行濕度場仿真分析,得到保鮮運輸廂體內(nèi)縱截面、橫截面和貨物表面的相對濕度云圖。運用所建立的模型,研究不同的管徑、開孔數(shù)、回風道風速對貨物表面濕度均勻性的影響,對比分析了管道式加濕裝置與原導向板式加濕裝置的濕度場分布。搭建了氣調(diào)保鮮運輸管道式超聲波加濕裝置加濕試驗平臺,以加濕速率、加濕均勻性和加濕超調(diào)量作為評價指標,進行了水霧輸運管直徑、回風道風速、水霧輸運管開孔數(shù)、水霧輸運風機電壓的單因素試驗。研究不同裝置參數(shù)對管道式加濕裝置工作特性的影響規(guī)律,并進行加濕均勻性正交優(yōu)化試驗和對比試驗,得到管道式加濕裝置的最佳結構參數(shù)。在果蔬保鮮貯藏中,霉菌是果蔬腐爛變質的重要影響因素之一,而臭氧對霉菌具有很好的殺滅效果。在超聲波加濕水箱中通入臭氧,除了可以給水箱中的水殺菌消毒及改善水質之外,隨水霧彌散到廂體內(nèi)的臭氧可以殺滅保鮮環(huán)境的霉菌,提高果蔬貯藏品質。通過試驗研究了臭氧殺毒裝置工作時水箱水臭氧濃度變化規(guī)律、保鮮運輸廂體臭氧濃度變化規(guī)律、不同臭氧出口形式對臭氧變化規(guī)律的影響、不同水溫對臭氧變化規(guī)律的影響、臭氧對保鮮運輸廂體氧氣濃度的影響,該研究可為果蔬氣調(diào)消毒殺菌裝置的設計提供理論依據(jù),確定裝置的最佳結構參數(shù)及工作時間的控制,保證殺菌效果的同時降低運行能耗。
【關鍵詞】：保鮮運輸 濕度控制 數(shù)值模擬 管道 臭氧
【學位授予單位】：華南農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U492.336.4;S609
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-12
• 1 前言12-19
• 1.1 研究背景及目的意義12-14
• 1.1.1 研究背景12-13
• 1.1.2 研究目的和意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外氣調(diào)保鮮運輸加濕技術的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢14-16
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析14-15
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀分析15-16
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容與技術路線16-18
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容16-17
• 1.3.2 技術路線17-18
• 1.4 本章小結18-19
• 2 氣調(diào)保鮮運輸濕度調(diào)節(jié)的機理研究19-31
• 2.1 管道式加濕裝置結構與工作原理19-22
• 2.1.1 加濕方式的確定19
• 2.1.2 管道布局設計19-20
• 2.1.3 水箱結構設計20-21
• 2.1.4 管道式加濕裝置工作原理21-22
• 2.2 管道式加濕裝置加濕數(shù)學模型22-25
• 2.2.1 加濕裝置總霧化量計算模型22-23
• 2.2.2 管道阻力計算模型23-24
• 2.2.3 液滴蒸發(fā)擴散數(shù)學模型24-25
• 2.3 保鮮運輸廂體內(nèi)環(huán)境濕度調(diào)節(jié)CFD建模分析25-29
• 2.3.1 廂體流場控制方程25-26
• 2.3.2 多孔介質模型26-27
• 2.3.3 組分傳輸模型27-28
• 2.3.4 浮升力模型28
• 2.3.5 濕度調(diào)節(jié)模型28-29
• 2.4 本章小結29-31
• 3 管道式加濕裝置加濕數(shù)值模擬31-44
• 3.1 保鮮運輸廂體物理模型31-32
• 3.2 網(wǎng)格劃分32
• 3.3 模型的求解與設置步驟32-35
• 3.3.1 模型參數(shù)的計算與分析32-33
• 3.3.2 求解步驟33-35
• 3.4 模擬結果分析與試驗驗證35-39
• 3.4.1 廂體縱截面相對濕度分布35
• 3.4.2 廂體橫截面相對濕度分布35-36
• 3.4.3 貨物表面相對濕度分布36-37
• 3.4.4 試驗驗證37-39
• 3.5 管道式加濕與原有導向板式加濕對比及模型的實際運用39-42
• 3.5.1 管道式加濕與導向板式加濕模擬結果對比39-40
• 3.5.2 模型的實際運用40-42
• 3.6 本章小結42-44
• 4 管道式加濕裝置工作特性的試驗研究44-54
• 4.1 試驗平臺的搭建44-45
• 4.2 試驗方法與步驟45-47
• 4.2.1 試驗材料45-46
• 4.2.2 試驗方法與評價指標46-47
• 4.2.3 試驗步驟47
• 4.3 單因素試驗結果與分析47-50
• 4.3.1 各試驗因素對加濕速率影響47-48
• 4.3.2 各試驗因素對濕度均勻性的影響48-49
• 4.3.3 各試驗因素對加濕過程濕度超調(diào)量的影響49-50
• 4.4 加濕均勻性正交優(yōu)化試驗50-53
• 4.4.1 試驗方法50-51
• 4.4.2 試驗結果與分析51-52
• 4.4.3 對比試驗52-53
• 4.5 本章小結53-54
• 5 臭氧殺菌裝置工作特性的試驗研究54-66
• 5.1 臭氧發(fā)生器工作特性試驗54-56
• 5.1.1 試驗目的54
• 5.1.2 試驗平臺與設備54-55
• 5.1.3 具體試驗過程55
• 5.1.4 試驗結果分析55-56
• 5.2 保鮮廂體臭氧濃度變化規(guī)律試驗56-59
• 5.2.1 試驗目的56-57
• 5.2.2 試驗平臺與設備57
• 5.2.3 具體試驗過程57
• 5.2.4 試驗結果分析57-59
• 5.3 不同臭氧出口形式對臭氧變化規(guī)律影響試驗59-61
• 5.3.1 試驗目的59
• 5.3.2 試驗平臺與設備59-60
• 5.3.3 具體試驗過程60
• 5.3.4 試驗結果分析60-61
• 5.4 不同水溫對臭氧溶解特性的影響試驗61-63
• 5.4.1 試驗目的61-62
• 5.4.2 試驗平臺與設備62
• 5.4.3 具體試驗過程62-63
• 5.4.4 試驗結果分析63
• 5.5 臭氧發(fā)生器工作時對廂體氧氣濃度影響試驗63-65
• 5.5.1 試驗目的63
• 5.5.2 試驗平臺與設備63-64
• 5.5.3 具體試驗過程64
• 5.5.4 試驗結果分析64-65
• 5.6 本章小結65-66
• 6 結論與展望66-69
• 6.1 結論分析66-67
• 6.2 討論67-69
• 6.2.1 不足67
• 6.2.2 展望67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-73
• 附錄A 管道式加濕裝置加濕數(shù)值模擬UDF73-75
• 附錄B 在讀碩士期間發(fā)表論文和專利75-76

【參考文獻】

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本文編號：912586