本文關(guān)鍵詞：浸漬式速冷飲品柜冷卻理論分析及實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：隨著能源不斷地大量消耗,大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保的家用或商用設(shè)備已成為當(dāng)今發(fā)展趨勢(shì)。冷飲需求量伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也在逐年增長(zhǎng),銷售高峰期常出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象,因此,深入研究冷飲速冷方法和應(yīng)用顯得尤為重要。速冷飲品柜冷卻理論研究與裝置的研制對(duì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,節(jié)約電力資源有深遠(yuǎn)的意義。本文采用模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法研究了浸漬式速冷飲品柜的快速冷卻節(jié)能效果,對(duì)浸漬式速冷飲品柜制冷系統(tǒng)理論循環(huán)進(jìn)行了熱力分析和設(shè)備研制。同時(shí)與常規(guī)風(fēng)冷式飲品柜冷卻效果進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析,以驗(yàn)證浸漬式實(shí)驗(yàn)裝置的經(jīng)濟(jì)性并提出了改進(jìn)方向,為改善速冷飲品柜的性能提供了思路。建立了速冷飲品柜仿真模型,利用FLUENT軟件對(duì)影響浸漬式速冷飲品柜快速冷卻效果的主要因素進(jìn)行了模擬分析,設(shè)定了多種條件下的冷卻方案并分別預(yù)測(cè)了冷卻時(shí)間,對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了相關(guān)性分析。由模擬結(jié)果分析得知：載冷劑的流速與溫度對(duì)飲品降溫效果均有不同程度的影響,且相關(guān)性顯著,但相比溫度,載冷劑流速對(duì)飲品降溫速度影響更大。結(jié)合模擬結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)的浸漬式速冷飲品柜實(shí)際冷卻情況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。測(cè)試分析了浸漬式速冷環(huán)境中冰紅茶飲料內(nèi)部溫度隨時(shí)間的變化、冷卻速率和能耗情況。柜內(nèi)所有冰紅茶從32℃降至6℃,溫控器設(shè)定3℃時(shí)需210min,溫控器設(shè)定-3℃時(shí)需140min。由實(shí)驗(yàn)研究得知：同一時(shí)刻,同一縱截面,瓶子底部溫度最低,瓶子頂部溫度最高,中心溫度居中；由于載冷劑溫度越低飲料降溫越快,以確保冰紅茶不結(jié)冰為前提,盡可能降低載冷劑溫度。對(duì)比模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知：實(shí)驗(yàn)與模擬所得飲料中心溫度隨時(shí)間變化趨勢(shì)基本一致,實(shí)驗(yàn)測(cè)得9號(hào)瓶中心溫度達(dá)6℃需要122min,模擬計(jì)算需要102min,實(shí)驗(yàn)與模擬的誤差為16.39%,分析誤差的主要原因是飲料含有多種組分的混合物,且含有多種添加劑,會(huì)在某種程度上影響甚至改變其物性,故其物性較為復(fù)雜無(wú)法確定,而模擬過程中做了一些理想假設(shè),這與實(shí)際情況存在一定的差距。另一方面,采用常規(guī)風(fēng)冷飲品柜冷卻冰紅茶飲料作為對(duì)照實(shí)驗(yàn),比較不同冷卻方式的效果并做了節(jié)能分析,以驗(yàn)證浸漬式速冷飲品柜的優(yōu)越性與實(shí)用性。在相同實(shí)驗(yàn)條件下,采用常規(guī)風(fēng)冷飲品柜降溫測(cè)得柜內(nèi)所有冰紅茶都降至6℃耗時(shí)20.3h,浸漬式速冷飲品柜需2.42h(以實(shí)驗(yàn)Ⅱ-3℃為標(biāo)準(zhǔn))。以每天200瓶銷售量計(jì)算,采用常規(guī)風(fēng)冷飲品柜耗電量7.936kWh,浸漬式速冷飲品柜(-3℃)耗電量4.56 kWh,一臺(tái)浸漬式速冷飲品柜每天可節(jié)約3.376kWh電能,由此推算,一年可為國(guó)家節(jié)約電能1232.24kWh,節(jié)能效果顯著。通過理論分析和實(shí)驗(yàn)研究還表明,靠近蒸發(fā)器側(cè)飲料降溫速度大于遠(yuǎn)離蒸發(fā)器側(cè)飲料降溫速度,載冷劑溫度越低柜內(nèi)飲料降溫均勻性越差。針對(duì)這個(gè)問題,提出了改進(jìn)思路：縮短水槽長(zhǎng)度減少裝瓶量；將蒸發(fā)器和旋轉(zhuǎn)渦輪安裝在柜子中間,柜子兩側(cè)裝瓶,流體分別向兩側(cè)流動(dòng)換熱,將會(huì)改善冷飲柜的降溫效果,為進(jìn)一步研究液體飲品的速冷提供一定參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：飲品柜 快速冷卻 浸漬式 風(fēng)冷式 數(shù)值模擬 實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB657
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 1 緒論13-17
• 1.1 研究背景13
• 1.2 研究目的及意義13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 研究方案的提出15-17
• 2 基礎(chǔ)理論研究17-21
• 2.1 浸漬式冷卻17
• 2.2 載冷劑17-19
• 2.2.1 載冷劑種類及特性17
• 2.2.2 浸漬式冷卻載冷劑的選取17-18
• 2.2.3 載冷劑配制依據(jù)18-19
• 2.3 溶液的熱物理性質(zhì)19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 3 浸漬式速冷飲品柜的設(shè)計(jì)21-25
• 3.1 速冷飲品柜設(shè)計(jì)參數(shù)21-22
• 3.1.1 速冷飲品柜制冷量21
• 3.1.2 制冷劑的選取21
• 3.1.3 速冷飲品柜整體布置21-22
• 3.2 制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)22-24
• 3.2.1 制冷系統(tǒng)的理論循環(huán)22-23
• 3.2.2 設(shè)備選型23-24
• 3.3 本章小結(jié)24-25
• 4 速冷水槽內(nèi)部傳熱數(shù)值模擬25-37
• 4.1 FLUENT軟件25
• 4.2 計(jì)算模型的建立25-28
• 4.2.1 物理模型25-26
• 4.2.2 數(shù)學(xué)模型26-28
• 4.2.3 理論假設(shè)28
• 4.3 數(shù)值模擬分析及結(jié)果28-36
• 4.3.1 單因素模擬結(jié)果分析28-32
• 4.3.2 正交模擬結(jié)果與分析32-33
• 4.3.3 模擬結(jié)果33-36
• 4.4 本章小結(jié)36-37
• 5 速冷飲品柜的實(shí)驗(yàn)研究37-51
• 5.1 實(shí)驗(yàn)方案37-41
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析41-48
• 5.2.1 冰紅茶冰點(diǎn)測(cè)定結(jié)果與分析41-42
• 5.2.2 常規(guī)風(fēng)冷飲料降溫實(shí)驗(yàn)42
• 5.2.3 浸漬式飲料速冷實(shí)驗(yàn)42-48
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果的比較分析48-49
• 5.4 速冷飲品柜的經(jīng)濟(jì)性分析49-50
• 5.5 本章小結(jié)50-51
• 結(jié)論51-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文57-58
• 致謝58

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李林;申江;孫歡;;關(guān)于二氧化碳作為低溫載冷劑的探討[J];制冷與空調(diào);2008年04期

2 曹興中;;各種載冷劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較[J];低溫與特氣;2013年03期

3 吳敏;;制冷設(shè)備中載冷劑的選擇分析[J];潔凈與空調(diào)技術(shù);2013年03期

4 龐仲雄;;載冷劑(鹽水)[J];建筑技術(shù)通訊(暖通空調(diào));1976年03期

5 ;探討冷凍技術(shù)的新突破——“二元冰”新型載冷劑[J];中國(guó)食品工業(yè);1998年09期

6 楊愛苓;載冷劑水池內(nèi)循環(huán)應(yīng)用技術(shù)研究[J];化工設(shè)計(jì)通訊;2001年04期

7 臧鼎e，

本文編號(hào)：988505