黄金梨差压通风预冷数值分析与实验验证

为给果蔬差压通风预冷送风速度选择、包装箱设计等提供理论参考,根据差压通风预冷流动传热机理,建立了黄金梨预冷仿真模型,利用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics)软件,对包装箱内直排和叉排两种摆放形式黄金梨预冷过程进行了模拟.分析了不同送风速度、开孔形式和开孔大小等参数对黄金梨预冷过程的影响.数值模拟结果和实验测试结果对比分析表明,数学模型较好地反映了差压通风预冷过程中各参数对预冷效果的影响,实验测试验证了理论模型的可靠性.送风速度由1 m/s提高到2 m/s,黄金梨冷却到5℃时,冷却时间减少了15%～20%;开孔形式对冷却时间的影响在5%左右;40 mm和45 mm两种开孔大小工况下黄金梨冷却时间差别在10%左右;两种排列摆放方式对黄金梨冷却时间的影响在10%～12%.建议送风速度1.5～2.0 m/s,圆形开孔,孔径45 mm左右,排列摆放方式为叉排.     

果蔬差压预冷设备及预冷技术研究

果蔬采后预冷是果蔬贮藏、流通中重要的前处理技术，是果蔬采后保鲜流通冷链的重要环节。差压预冷技术因其成本低、使用灵活，在发达国家广泛应用于果蔬采后处理。此技术很适宜我国果蔬小规模生产、多品种、低成本的生产现状和高品质大流通的发展。本研究借鉴国外发达国家在差压预冷方面的成功经验，通过对引进差压预冷库的研究、测试、消化、吸收，研究出可在冷库中使用的3种不同预冷量的差压预冷通风设备，并建成一次预冷量12 t的差压预冷库。应用此技术，一般蔬菜预冷时间在4～6 h，仅为同等条件下冷库预冷时间的1/4～1/10，预冷过     

番茄差压预冷过程中的通风阻力特性

为解决番茄差压预冷包装箱开孔率的设计问题,建立了差压预冷试验装置。通过改变预冷风速、开孔率、包装箱长度等因素,研究各因素对包装箱两端压差和装置能耗的影响,分析番茄的通风阻力特性。结果表明：番茄的通风阻力特性可用Ramsin方程表述;包装箱两端的压差随风速的增大而增大;在风速相同的情况下,压差随包装箱两侧开孔率的增大而减小;包装箱两端的压力损失与包装箱长度呈线性关系;装置能耗与预冷风速呈线性关系;优化了不同长度番茄预冷包装箱的开孔率的取值范围。研究结果对番茄差压预冷包装箱的设计具有一定的参考价值。     

葡萄差压通风预冷影响参数的试验研究

果蔬差压通风预冷包装箱的开孔大小及包装箱两侧的压差是影响预冷速度、冷却均匀性的重要参数。本文对不同开孔大小、不同压差工况下葡萄差压通风预冷过程进行了试验研究，分析了它们对葡萄冷却速度、冷却均匀性的影响。结果表明，开孔面积的增加有利于加强冷风的横向流动扩散；压差的增大有利于提高冷风的径向渗透性。增大开孔直径和压差可以不同程度地缩短葡萄的7/8冷却时间、在一定条件下改善冷却均匀性。对于该试验采用的葡萄包装箱，综合考虑预冷速度、冷却均匀性以及预冷后葡萄的温升速度、干耗等因素，开孔直径在28 mm左右、压差保持在100 Pa左右为宜。     

高原夏菜高效预冷与保鲜贮运技术简述

从甘肃高原夏菜产业的保鲜贮运需求出发,以加强产地预冷为切入点,在普通恒温库预冷的前提下,对比分析了恒温库预冷与差压预冷、冷水预冷以及真空预冷4种不同的高效预冷方法,并从适时采收、收储、转运、入库、预冷、精选、包装、贮运等方面简述了高原夏菜的采后保鲜贮运技术。     

不同温度差压预冷及其对西葫芦冷藏效果的影响

为了延长西葫芦的采后保鲜期和减少营养物质的损耗,本文以西葫芦(Cucurbita pepo.L)为试材,比较了不同预冷温度对西葫芦预冷后的冷藏效果,分别置于-3、0、3和6℃差压冷库中,预冷到10℃,然后在10℃条件下冷藏。期间每4 d取一次样,测定其各项指标。结果表明:6℃预冷速度最慢,0和3℃快于6℃,-3℃预冷速度最快。与冷藏前相比,冷藏结束(16 d)时,0和3℃预冷组的丙二醛含量分别上升了66.76、71.63%,显著(P0.05)低于其他2个处理;4个组(分别为-3,0,3和6℃预冷组)的硬度分别下降了9.89%、7.46%、7.89%和11.19%;CAT活性分别为16.25、19.79、17.58和16.63 U/min?g;各组的维生素C含量分别下降了32.61%、20.65%、26.09%和30.87%;香气成分中醛类相对含量分别为69.94%、76.33%、71.47%和70.97%。与-3和6℃预冷相比,0和3℃预冷处理能够显著的延缓硬度的下降,降低呼吸速率和乙烯的释放量,因此能延缓西葫芦的采后衰老和延长货架期;并抑制了丙二醛的积累,减少组织损伤且抗坏血酸过氧化物酶活性和过氧化物酶的活性也受到抑制,提高了过氧化氢酶活性,因而可以降低活性氧伤害;并保持了较高的香气成分含量,而-3和6℃预冷的西葫在冷藏后期的呼吸强度及抗坏血酸过氧化物酶活性迅速升高,且-3℃的预冷处理使得西葫芦在之后的冷藏过程中出现了明显的冷害现象,即表皮长斑。因此0和3℃差压预冷对西葫芦的冷藏效果较好,研究结果为西葫芦采后冷链技术的发展提供了参考。     

包装箱内层装果品差压预冷温度场的数值模拟与验证

差压预冷能够快速降温,是果蔬采后处理的重要方法,温度是整个过程的核心,为了更精准地监控预冷包装小环境的温度变化,该文充分考虑果品采后的呼吸热和蒸腾潜热,建立包装箱内带衬垫层装球形果品的差压预冷数学模型,基于计算机流体力学,借助Fluent软件采用标准κ-ε模型和SIMPLE算法,利用UDF(user define function)模块实现热源项的加载,模拟包装箱侧面上开孔率为11.2%的圆形、键槽形2种开孔工况下间隔、平方间隔和错位间隔3种排列果品的瞬态温度场,并进行试验测试比较,得到的温度变化与模拟结果吻合性较好,验证了所建模型的可靠性。平方间隔排列时果品的温度分布较均匀,间隔排列时整体预冷较慢;水果内部存在温度梯度,表面和中心温度相差高达7℃左右;键槽形开孔利于冷风的横向扩散,错位间隔时较圆形开孔预冷均匀度提高约10%,温度低2℃。预冷时建议开孔设计与内部果品的排列相协调改善气流组织,错位间隔排列时键槽形开孔较宜。     

提高切花真空预冷效果的技术措施

由小型试验到大型中试，探讨了真空预冷中各种花材的降温特点及提高预冷效果的技术措施。结果表明，在给定的相同真空预冷处理条件下，北京和昆明生产的同一种花材降温速度差异较小；但是相同地域栽培的不同花材降温速度差异较大。喷水和吸水处理有效地提高了预冷速度，其中，吸水处理使４种花材在相近短时间内达到了很好的预冷效果。研究结果不仅为提高切花真空预冷效果提供了一项技术措施，也为制订真空预冷处理花材规范化程序提供了依据     

菜心真空预冷效果的试验研究

为进一步探讨叶菜真空预冷效果，采用实际生产使用的真空预冷设备对菜心进行小批量的真空预冷试验，考察了预冷过程中菜心的质量损失、温度随时间的变化情况及相互关系，以及真空预冷对菜心品质的影响。结果表明：小批量（120 kg/次）菜心真空预冷过程只需15 min，平均质量损失率为2.3%；冷却阶段的质量损失随预冷时间延长、物料温度降低而增大；菜心茎、叶冷却速度有明显差异，冷却均匀性稍差；经真空预冷处理后贮藏的菜心呼吸强度明显减弱，外观品质下降缓慢，贮藏寿命延长，维生素C含量有所减少。菜心对真空预冷有良好的适应性。     

球形果蔬差压预冷过程中质量损失分析

果蔬预冷过程中的质量损失是一个在传热影响下发生的传质过程,分析不同的影响因素对于减少预冷过程的质量损失具有重要意义。结合球形果蔬的集总参数传热方程,通过分析果蔬预冷时水分损失过程,推导了果蔬水分损失的热质耦合方程,包括了果蔬物性和预冷环境参数。在这基础上,分别分析了果蔬内部水分扩散率、预冷空气风速、预冷空气相对湿度对水分损失的影响。结果表明果蔬结构是决定因素,风速的影响对预冷时间明显,水分损失则受果蔬结构影响更大,并且随风速增大而减小。并通过苹果的差压预冷试验进行了验证,试验结果与理论分析结果具有相同的结果。     

电动农用车横向电池包的散热性能

强迫风冷散热是目前电动汽车电池包应用最广泛的散热方法,一般采用自然风或者空调风,其研究重点放在如何平衡各模块的流场条件,它具有结构简单、成本低廉、可维护性高等特点,较好地满足了现代电动农用车的使用要求。电池包不同进风口模式将影响强迫风冷散热性能,通过仿真计算方法研究比对不同进风口模式对电池包散热性能的影响,对电池包进风口模式选择和结构优化设计具有重要意义。该文基于55Ah锂离子电池单体发热功率测定数据,选取强迫风冷散热条件下的电动农用车横向电池包作为研究对象,针对持续加速、持续减速、搁置与脉冲放电、实车行驶等四种工况,采用FLOEFD软件对不同进风口模式的横向电池包散热性能进行计算分析,结果表明:两种进风口模式的电池组温升增幅明显高于内部温差,以纵向进风口为例,持续加速结束时刻,电池组最高温升和内部最大温差分别为3.91和2.24℃;持续减速结束时刻,电池组最高温升和内部最大温差分别为4.91和3.70℃;搁置与脉冲放电结束时刻,电池组最高温升和内部最大温差分别为5.17和2.94℃;实车行驶结束时刻,电池组最高温升和内部最大温差分别为7.36和5.40℃。纵向进风口的电池组最高温升和内部最大温差均低于横向进风口,其中,持续加速结束时刻,纵向进风口的电池组最高温升和内部最大温差分别比横向进风口低0.01和0.03℃;持续减速结束时刻,纵向进风口的电池组最高温升和内部最大温差分别比横向进风口低0.14和0.03℃;搁置与脉冲放电结束时刻,纵向进风口的电池组最高温升和内部最大温差分别比横向进风口低0.03和0.01℃;实车行驶结束时刻,纵向进风口的电池组最高温升和内部最大温差分别比横向进风口低0.36和0.08℃,选用纵向进风口模式将提高电池包强迫风冷散热性能。上述结论为电动农用车电池包进风口模式的选择和结构优化设计提供了参考依据。     

湿帘-风机系统对北京育肥猪舍的降温效果

北京市夏季高温将对猪的生产造成严重影响,夏季猪舍环境温度控制尤为重要。该试验研究比较了湿帘-风机和单纯风机在北京猪舍的降温效果,设计了风机风量测量系统并实测了猪舍通风量,每天定时分别测定两猪舍内温度、湿度、风速和舍外温、湿度并进行比较分析。结果表明:试验期间,湿帘-风机猪舍和单纯风机舍6个断面风速范围分别为0.51~0.84和0.51~0.68 m/s,整体风速差异不显著(P0.05)。湿帘-风机舍舍内温度显著低于单纯风机舍(P0.05),湿帘-风机舍和单纯风机舍舍内温度高于30.0℃的小时数占比分别为5.0%和20.2%。湿帘-风机舍同一时刻断面1(湿帘端)温度低于断面6(风机端)温度0.4~2.2℃,单纯风机舍各时刻不同断面的温度差异不显著(P0.05)。单纯风机舍内的猪只呼吸频率均显著高于湿帘-风机舍内呼吸频率3.82次/min(12:00)和3.05次/min(14:00)(P0.05)。湿帘-风机舍降温系统日用水量为1.20~6.27 m~3。北京地区猪舍使用湿帘-风机系统降温效果优于单纯风机降温效果,但湿帘-风机降温将耗用一定水资源。     

局部按压对不同成熟度番茄机械损伤的影响

为了探究局部按压对白熟期、转色期、粉红期番茄机械损伤的影响规律,该研究采用水果硬度计对番茄进行按压,并用扫描电镜观察按压处番茄组织微观结构变化,以腐烂、褶皱、有压痕、无压痕4个损伤等级和损伤显象天数作为评价标准,通过按压试验,分析局部按压压强对各级损伤的影响规律,得到不同成熟度番茄各损伤等级的压强分布区间,建立番茄局部机械损伤评估分类模型。最后,通过三指电爪进行了抓取试验。结果表明:1)各成熟度番茄的损伤程度随按压压强和成熟度升高而增大;2)各成熟度番茄的显象天数随成熟度升高而减小,腐烂天数与按压压强相关性很小,褶皱天数随按压压强升高而减小;3)以中位数作为代表压强,一级损伤代表压强按成熟度由低到高依次为:366、355、337 kPa,比二级损伤代表压强265,245,225 kPa均提高了30%左右;出现三级损伤的代表压强按成熟度由低到高依次为:165,115,90 kPa;腐烂天数范围为3～7d,相较于褶皱天数范围7～17d提前了50%左右,抓取试验结果与评估分类模型吻合度均大于等于95%,验证了损伤评估分类模型的正确性。研究结果可为番茄多指采摘机械手的设计与开发提供参考。     

开孔方案对肉牛舍湿帘冷风机-纤维风管送风降温效果的影响

该研究通过纤维风管4种开孔方案设置,结合湿帘冷风机,满足到达1.3 m高度时,1号、2号、3号及4号风管射流风速分别为1.5、2.3、3.1、3.9 m/s;测量牛舍的环境指标和试验牛的生理指标,比较缓解热应激效果,探索较优化的开孔方案。结果表明：测定期间,4个风管区域之间温度差异不显著（P>0.05）,平均比舍外低2.1℃（P<0.05）;相对湿度均低于85%。试验牛所在3号风管区域平均风速最高,为1.32 m/s;1号风管区域最低,为0.62 m/s。二氧化碳浓度3号风管区域最低,1号风管区域最高（P<0.05）。牛只呼吸频率3号风管区域最低,为42次/min,1号风管区域最高,为52次/min,肉牛呼吸频率与试验区风速显著负相关。该研究表明,湿帘冷风机-纤维风管系统可有效缓解肉牛热应激,开孔方案设置满足到达1.3 m高度时射流风速为3.1 m/s的风管效果最优。     

Editorial

Whether or not fruit buds in orchards can be protected from freezing by the use of fans, when no temperature inversion exists, depends upon the degree of bud radiant cooling at such times. Nighttime bud cooling in apple and peach orchards was estimated by comparing the temperature of buds and the adjacent air. The extent of radiant cooling was usually less than 0.6°C below ambient. Even this modest degree of radiant bud cooling appeared to require conditions with less than 60% cloud cover and wind speed less than 1 to 1.5 m s^?1 at a height of 2 m. However, such conditions were also accompanied by inversions. The protective potential of fans in the absence of an inversion (postulated on the basis of bud radiant cooling) is therefore disclaimed on two accounts: (1) that the bud/air temperature difference is quite small and would only rarely span the bud critical temperature, and (2) that bud cooling would probably not occur during conditions which prevent the presence of an inversion.     

番茄压缩载荷的响应分析

根据番茄结构特点,以二维问题为研究对象,建立了番茄力学模型.提出了用线性拟合试验数据确定物体刚度的方法.研究了番茄压缩时压缩外力、压缩变形量和皮的应力之间的关系.为设计制造有关各种机械和系统;为预测机械损伤、提高产品质量据提供理论指导.通过试验和番茄力学模型的计算,得出了番茄在压缩情况下,总体变形量与压缩外力以及皮的应力的关系是非线性关系;皮的应力与压缩外力的关系是近似线性关系;面积改变量随压缩外力的增加而呈线性的增加;番茄首先在不受力的表皮破裂.     

基于电子鼻的番茄成熟度及贮藏时间评价的研究

该文探讨了采用电子鼻系统对不同成熟度的番茄进行评价和对不同成熟度番茄在贮藏期间气味变化的电子鼻检测进行了研究。在按颜色进行成熟度区分时,从主成分分析(PCA)和线性判别式分析(LDA)中可以得到,电子鼻可以较好地区分半熟期和成熟期、完熟期的番茄,但成熟期、完熟期的番茄有部分区域发生重叠。按坚实度指标对番茄成熟度进行重新评价后,分析显示电子鼻可以区分坚实度的差异,当采用PCA方法分析时,电子鼻可以100%地区分不同成熟度的番茄。对不同成熟度番茄在贮藏期间电子鼻检测的研究表明:成熟期的番茄在贮藏1～6d、7～11d、14～17d之间可以较好地进行区分;完熟期的番茄采用LDA法在1～5d、6～11d、14～17d之间可以较好地进行区分。     

降低油炸土豆制品吸油率方法与机理研究

为探索有效的降低油炸制品含油率的方法与理论,该文以油炸土豆条为对象,考查了深层油炸过程和冷却过程的吸油动力学特征,结果表明油炸制品吸油过程主要是发生在冷却早期阶段。分别比较不同真空条件下物料起始吸油时间以及20～45s过程Patm-Pv值大小,进一步发现延滞物料壳层开始吸油时间以及降低壳层内、外压差值的大小,均能够促进物料表面浮着油滴落,实现降低油炸制品含油量的目的。当冷却环境压强为80kPa时,所得总吸油率最小为13.6%,该研究可为油炸食品工业探索降低含油率加工工艺提供参考。     

浓缩风能装置扩散管流场模拟验证及其凸缘结构优化设计

浓缩风能装置的扩散管结构直接影响浓缩风能型风电机组的输出功率.为提高浓缩风能装置的浓缩效率,以浓缩风能装置为研究对象,采用数值模拟方法,研究扩散管凸缘的几何参数对浓缩风能装置内部流场特性的影响规律;并通过试验验证数值模拟的可靠性.结果表明:扩散管凸缘结构能够明显提高浓缩风能装置对自然风的加速作用和风能利用率;且装置内部流场的流速和风轮扫掠面积上的可利用风能随着凸缘高度L的增加而增大.综合分析可得,带有L为450 mm、凸缘角度α为+9°的扩散管凸缘的浓缩风能装置模型流场流速和可利用风能较高;与原始模型相比,其内部流场最大流速提高了30.738％,可利用风能提高了84.26％,是所研究模型中流场性能较佳的浓缩风能装置结构.     

黑龙港流域参考作物蒸散量的时序变化和分形特征

利用位于黑龙港流域的武强、深泽、饶阳、晋州、献县5站1957-2009年日最高气温、日平均气温、日最低气温、日平均相对湿度、日平均风速、日照时数资料,采用Penman-Monteith算法,计算各站不同时间尺度ET0,采用线性趋势分析法分析其趋势倾向,并应用滑动R/S分析方法研究该流域不同时间尺度ET0时间序列的分形特征。线性趋势分析显示,各站历史上自1957年以来的ET0年总值的气候倾向率在-33.81-10.79mm.10a^-1,即均呈下降趋势,但变化倾向率不同;各月ET0倾向率在-11.27-2.02mm.10a^-1,大多数为负值,其中5、6月份各站的下降趋势最大;春、夏、秋、冬季ET0倾向率为-15.87-1.30mm.10a^-1,且夏季各站之间的差异较大,尤以饶阳站与其他4站间的差异最大。气候要素倾向率的对比分析表明,5站参考作物蒸散量总体下降趋势的基本特征主要是由于风速下降、日照时数减少、日最高最低气温上升造成的;5、6月份下降趋势明显则主要是由于风速下降、日照时数减少、日平均气温上升减缓、相对湿度上升明显造成的;饶阳站与其他4站差异较大的主要原因在于2、3、11、12月风速下降和日照时数减少以及日最高最低气温上升趋势减缓、相对湿度和气压下降明显,以致这些月份的ET0倾向率大于0,形成秋季和冬季ET0倾向率大于0,年尺度ET0年际变化下降趋势不明显。R/S分析结果显示,5站全年和各季ET0时间序列的Hurst指数均大于0.5,相关系数均在0.98以上,分维数均小于1.5,说明各站全年和各季节ET0时间序列变化趋势在未来一段时间内具有持续性,即ET0在未来将呈较明显的下降趋势,这种趋势在除饶阳外的其他站月均有不同程度的表现。