多孔介质常压冷冻干燥质热耦合传递数值模拟 被引量：11

1

作者 任广跃 张伟 +1 位作者 张乐道 段续 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期214-220,227,共8页

以苹果片为研究对象,研究了基于涡流管制冷效应的常压冷冻干燥技术处理含湿冷冻多孔物料的干燥机制。利用ANSYS ICEM CFD软件对常压冷冻干燥工况建立二维几何模型并对其进行网格划分,采用多孔介质模型,通过有限体积法对控制方程进行离散... 以苹果片为研究对象,研究了基于涡流管制冷效应的常压冷冻干燥技术处理含湿冷冻多孔物料的干燥机制。利用ANSYS ICEM CFD软件对常压冷冻干燥工况建立二维几何模型并对其进行网格划分,采用多孔介质模型,通过有限体积法对控制方程进行离散,迭代求解不同风速和温度下冷冻物料内部水分比及中心温度随时间的变化。通过分析不同干燥工况下物料质热传递变化得出最佳组合参数,研究该干燥条件下不同干燥时刻的速度场、温度场、压力场以及多孔介质干区迁移界面变化规律,并采用入口风速2.5 m/s、辐射温度283.15 K,对模型进行验证。借助SPSS-21软件对物料内部含水率与中心温度的试验值和模拟值进行相关性分析,其R2分别为0.564和0.982,表明试验值与模拟值有较好的一致性,所建模型适用于多孔介质的冷冻干燥。 展开更多

关键词 多孔介质 苹果片 常压冷冻干燥 质热耦合

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消防服多层织物热质耦合传递模型建立与验证 被引量：1

2

作者 杨杰 卢盈汝 雷颖 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第3期253-260,共8页

为提升火场高温热辐射环境中人体热损伤评估精度,保障救援人员生命安全,建立适用于动态条件的皮肤-微环境-消防服系统热质耦合传递模型;基于多孔介质热湿传递机制,考虑人体活动引起的织物周期运动及其对消防服热湿传递过程的影响,实时... 为提升火场高温热辐射环境中人体热损伤评估精度,保障救援人员生命安全,建立适用于动态条件的皮肤-微环境-消防服系统热质耦合传递模型;基于多孔介质热湿传递机制,考虑人体活动引起的织物周期运动及其对消防服热湿传递过程的影响,实时预测不同热辐射强度下干态和湿态的皮肤温度、烧伤时间、织物层温湿度分布等。结果表明:模型预测皮肤温度模拟值与文献试验测量值的相对误差仅为3.79%。8.5 kW/m^(2)热辐射暴露工况下,干态条件下发生二度皮肤烧伤的时间比湿态条件下提前33.7 s;消防员以1 m/s的速度靠近20 kW/m^(2)辐射热源时,增加隔热层厚度能更有效地阻挡热量传递,人体发生二度皮肤烧伤的时间延长10.9 s,且皮肤表面吸收的总热能降低20%;当微环境厚度与织物的周期运动振幅相同,导致高温织物周期性地直接接触皮肤表面时,皮肤温度快速上升且发生显著波动,发生二度皮肤烧伤时间提前43.7 s。人体运动和织物中存在的水分均会作用于人体与环境的热交换过程,对于救援研判精度的影响不可忽略。 展开更多

关键词 消防服 多层织物 热质耦合 传递模型 皮肤烧伤 衣下微环境

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磁致热质耦合调控NO_(3)^(-)的树脂富集机制

3

作者 付鹏 李汶函 +5 位作者 张雪 何秋杭 吴琦 双陈冬 柴文波 金正宇 《环境污染与防治》 北大核心 2025年第7期50-56,I0020,共8页

利用交变磁场下磁性树脂内部局域升温效应,实现磁致热质耦合调控,从微观尺度强化废水NO_(3)^(-)低耗高效吸附资源化。通过批式实验和热力学、动力学拟合发现:较常温条件,磁致热质耦合调控可提升NO_(3)^(-)吸附率至87.1%,准二级吸附速率... 利用交变磁场下磁性树脂内部局域升温效应,实现磁致热质耦合调控,从微观尺度强化废水NO_(3)^(-)低耗高效吸附资源化。通过批式实验和热力学、动力学拟合发现:较常温条件,磁致热质耦合调控可提升NO_(3)^(-)吸附率至87.1%,准二级吸附速率常数可提升34.2%;较40℃全局加热条件,磁致热质耦合调控将树脂的NO_(3)^(-)平衡吸附容量提升至29.01 mg/g,相对吸附率提升16.7%,准二级吸附速率常数提升25.8%。经综合影响评估及COMSOL场模拟分析,磁致热质耦合调控无需材料复杂改性即可灵活、精简地减少热量损耗,实现无药耗树脂功能位点活化,加速平衡阴离子游离,强化静电作用、界面传质和吸附效率,具有技术稳定性。 展开更多

关键词 磁致热质耦合调控 NO_(3)^(-)吸附 资源化 磁性树脂

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溶液除湿过程热质耦合的理论分析与数值模拟 被引量：7

4

作者 黄志甲 姜萍 周立宁 《流体机械》 CSCD 北大核心 2014年第2期67-71,82,共6页

从理论上分析了溶液除湿过程中传质过程和传热过程之间的耦合关系,建立了相应的数学模型,并对实际的溶液除湿过程进行了数值模拟。结果表明:传质过程对传热过程的影响主要体现在两方面:一是传质通量携带的焓对传热过程的影响,二是水蒸... 从理论上分析了溶液除湿过程中传质过程和传热过程之间的耦合关系,建立了相应的数学模型,并对实际的溶液除湿过程进行了数值模拟。结果表明:传质过程对传热过程的影响主要体现在两方面:一是传质通量携带的焓对传热过程的影响,二是水蒸气变成水释放汽化潜热对传热过程的影响,其中汽化潜热的影响较大。而传热过程对传质过程的影响主要体现在温度对传质系数的影响。 展开更多

关键词 溶液除湿 热质耦合 理论分析 数值模拟

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膜过程中热质耦合传递分析 被引量：3

5

作者 苏铭 闵敬春 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期825-829,共5页

研究了透过致密无孔膜的传热传质过程,考察了传热传质的相互作用,建立了膜过程中热质耦合传递的数学模型,并以湿空气透过薄膜分离过程为例,分析了温差及浓度差的变化对传热传质过程的影响,发现温差及浓度差的变化会引起热阻及湿阻的变化... 研究了透过致密无孔膜的传热传质过程,考察了传热传质的相互作用,建立了膜过程中热质耦合传递的数学模型,并以湿空气透过薄膜分离过程为例,分析了温差及浓度差的变化对传热传质过程的影响,发现温差及浓度差的变化会引起热阻及湿阻的变化,从而进一步影响热流量和传质通量,所以对传热传质过程有加成作用。 展开更多

关键词 膜过程 传热传质 热质耦合 湿空气

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围护结构热质耦合传递实验研究 被引量：5

6

作者 孔凡红 郑茂余 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期879-884,共6页

对单层围护结构热质耦合传递过程进行了实验研究。在建立围护结构墙体时,预留一块围护结构用炉渣混凝土砌块测量其孔隙率,初始体积含湿量,干、湿状态的导热系数以及完全干燥状态的密度,并计算砌块固体骨架的导热系数。实验测量321d,该... 对单层围护结构热质耦合传递过程进行了实验研究。在建立围护结构墙体时,预留一块围护结构用炉渣混凝土砌块测量其孔隙率,初始体积含湿量,干、湿状态的导热系数以及完全干燥状态的密度,并计算砌块固体骨架的导热系数。实验测量321d,该文对实验结果进行了分析,分析结果表明:随着边界条件的变化,围护结构表面及内部温度能够很快达到平衡;但由于湿扩散速度比热传递速度慢得多,因此只有围护结构内外表面的相对湿度受边界条件影响,围护结构中间的相对湿度稳定并持续很高。 展开更多

关键词 围护结构 热质耦合传递 实验研究 初始体积含湿量 湿扩散速度

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含油污泥油炸脱水过程中热-质耦合传递分析 被引量：2

7

作者 张珂 朱建华 +1 位作者 周勇 武本成 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期298-304,共7页

以车用废润滑油为油炸介质,对辽河油田含油污泥进行了油炸脱水实验,并对油炸脱水过程中含油污泥的油、水含量及其变化率、体积平均温度及其变化率以及表面对流传热系数随时间的变化进行了量化。根据含油污泥样品脱水速率随油炸时间的不... 以车用废润滑油为油炸介质,对辽河油田含油污泥进行了油炸脱水实验,并对油炸脱水过程中含油污泥的油、水含量及其变化率、体积平均温度及其变化率以及表面对流传热系数随时间的变化进行了量化。根据含油污泥样品脱水速率随油炸时间的不同变化趋势,将油炸脱水过程分为表面水分汽化、壳-核形成、毛细管内水分脱除以及降速干燥4个阶段。研究结果表明,含油污泥样品的脱水速率对其吸油速率有一定影响,在前3个阶段脱水速率越高,相应的吸油速率越低;在第Ⅳ阶段,由于脱水及吸油过程基本完成,含油污泥样品的脱水及吸油速率均呈递减趋势。在含油污泥样品油炸脱水过程中,对流传热系数随时间的变化趋势与其脱水速率随时间的变化趋势基本相同,最大对流传热系数为510 W/(m^2·℃)。此外,通过对各阶段含油污泥样品的吸油量及脱水量对比可知,与前3个阶段相比,降速干燥阶段的脱水量较少而吸油量较大,因此在进行含油污泥油炸脱水时,可不进行该阶段操作,以减少废油的吸入量,降低过程运行成本。 展开更多

关键词 含油污泥 油炸脱水 热一质耦合传递

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围护结构热质耦合传递对热物性参数的影响 被引量：2

8

作者 孔凡红 张群力 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1930-1935,共6页

对于一个固定的围护结构,其热物性参数一直作为常数应用在建筑的能耗相关计算中,以严寒地区哈尔滨新建建筑为例,通过对围护结构热质耦合传递的动态模拟,建立围护结构热物性参数的动态计算方法,分析新建建筑围护结构的热质耦合传递对围... 对于一个固定的围护结构,其热物性参数一直作为常数应用在建筑的能耗相关计算中,以严寒地区哈尔滨新建建筑为例,通过对围护结构热质耦合传递的动态模拟,建立围护结构热物性参数的动态计算方法,分析新建建筑围护结构的热质耦合传递对围护结构及其单层材料热物性参数的影响。分析结果表明:对于新建建筑围护结构,其热物性参数随着围护结构的干燥而变化,新建建筑围护结构的传热系数、密度、定压比热容、蓄热系数和热惰性指标随着围护结构的热质耦合传递而降低,热扩散率随着围护结构的热质耦合传递而增加;8年内围护结构的热质耦合传递可使部分热物性参数(传热系数、定压比热容、热扩散率和蓄热系数)的变化达10%以上。 展开更多

关键词 新建建筑 围护结构 热质耦合传递 热物性参数

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木材内热质耦合传递的第二定律分析 被引量：1

9

作者 常健民 徐瑞玉 +1 位作者 翁玉辉 吕敬钰 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1993年第4期47-52,共6页

根据热力学第二定律和非平衡热力学原理,推导出木材中由于热质传递引起的熵产的表达式。分析表明:在一般情况下,和单独的热质传递相比,由于热质传递的耦合作用引起的熵产可忽略不计。

关键词 热质耦合传递 木材

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节能建筑围护结构热质耦合传递的影响综述 被引量：7

10

作者 孔凡红 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期91-97,共7页

从节能建筑围护结构的热质耦合原理出发,对节能建筑围护结构热质耦合传递对围护结构热性能、室内空气品质、建筑能耗以及围护结构的工程耐久性4方面的影响进行综述,分析了围护结构的热质耦合传递对我国建筑节能细化研究的重要性,最后对... 从节能建筑围护结构的热质耦合原理出发,对节能建筑围护结构热质耦合传递对围护结构热性能、室内空气品质、建筑能耗以及围护结构的工程耐久性4方面的影响进行综述,分析了围护结构的热质耦合传递对我国建筑节能细化研究的重要性,最后对目前的研究现状和发展方向提出一些建议。 展开更多

关键词 建筑围护结构 热质耦合传递 综述 影响 多孔介质

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多层多孔介质层间界面处的热质耦合传递 被引量：5

11

作者 孔凡红 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1281-1286,共6页

为解决多层多孔介质层间界面处含湿量不连续而使含湿量梯度不能直接作为质传递驱动势的问题,该文在仍然以含湿量梯度为质驱动势的条件下,对界面处的质量和能量守恒方程进行适当改进,使对多层多孔介质热质耦合传递的模拟结果更符合实际,... 为解决多层多孔介质层间界面处含湿量不连续而使含湿量梯度不能直接作为质传递驱动势的问题,该文在仍然以含湿量梯度为质驱动势的条件下,对界面处的质量和能量守恒方程进行适当改进,使对多层多孔介质热质耦合传递的模拟结果更符合实际,通过对已发表文献的实验结果进行验证,利用验证改进后的模拟方法对新建建筑多层多孔介质围护结构进行模拟,并与以界面处的平均体积含湿量梯度作为质驱动势对模拟结果进行对比。对比结果发现:利用改进后的模拟方法模拟的围护结构干燥速度小于后者的模拟结果,模拟结果也更接近实际情况。 展开更多

关键词 热质耦合传递 层间界面处 含湿量梯度 质驱动势

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高分子复合膜除湿器热质耦合传递分析

12

作者 夏学鹰 张旭 +1 位作者 牛宝联 张烨 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2011年第S2期5-8,共4页

研究了高分子复合膜除湿器传热传质过程,建立了过程中热质耦合传递的数学模型,并以空调系统中新风通过该除湿器的处理过程为例,对其热质耦合传递行为进行了数值模拟与分析,获得了湿空气压力、温度、流速的变化对总传热传质系数的影响规... 研究了高分子复合膜除湿器传热传质过程,建立了过程中热质耦合传递的数学模型,并以空调系统中新风通过该除湿器的处理过程为例,对其热质耦合传递行为进行了数值模拟与分析,获得了湿空气压力、温度、流速的变化对总传热传质系数的影响规律。结果发现,运行参数的变化对膜过程传质通量的影响很大,从而进一步影响这一过程的热流通量,最终使得总传热系数有较大变化;反之,热流量的变化又引起传递过程中湿阻的变化,进而影响到其传湿性能,二者有加成作用。 展开更多

关键词 热质耦合 除湿 总传热传质系数 数值计算

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含湿多孔介质中热质耦合现象的松弛性研究

13

作者 王馨 施明恒 虞维平 《应用科学学报》 CAS CSCD 2001年第4期349-352,共4页

针对一维多孔介质的第一类边界条件 ,对同时考虑非傅里叶效应和非斐克效应的高强度快速干燥条件下热质交换的普遍微分方程组进行求解 .研究了高强度快速干燥过程中 ,多孔介质内部非傅里叶传热、非斐克传质之间的相互耦合现象 ,为多孔介... 针对一维多孔介质的第一类边界条件 ,对同时考虑非傅里叶效应和非斐克效应的高强度快速干燥条件下热质交换的普遍微分方程组进行求解 .研究了高强度快速干燥过程中 ,多孔介质内部非傅里叶传热、非斐克传质之间的相互耦合现象 ,为多孔介质内部温度场和湿度场的正确确定及控制奠定理论基础 . 展开更多

关键词 含湿多孔介质 热松驰 质松驰 热质耦合 质量传递 热传导

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墙体热质耦合传递模型的块追赶法求解

14

作者 贾永英 刘晓燕 +1 位作者 刘艳坡 刘德强 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2005年第6期67-70,共4页

建筑墙体内部热质传递等效耦合扩散模型是一组系数变化剧烈的强非线性耦合方程组,即使是一维,也还无法给出其分析解,只能利用计算机进行数值求解.采用块追赶法(TDMA),求解了含湿墙体内部热质传递等效扩散模型的矩阵方程,得到了墙体各部... 建筑墙体内部热质传递等效耦合扩散模型是一组系数变化剧烈的强非线性耦合方程组,即使是一维,也还无法给出其分析解,只能利用计算机进行数值求解.采用块追赶法(TDMA),求解了含湿墙体内部热质传递等效扩散模型的矩阵方程,得到了墙体各部位的温度、湿容量,并给出了它们沿墙体厚度的分布规律.应用结果表明,数值模拟温度与热流量与现场实测结果相比误差小于2%. 展开更多

关键词 块追赶法 建筑墙体 传递模型 热质耦合

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含湿相变粗糙多孔材质的热质耦合分形研究 被引量：4

15

作者 高伟业 张赛 +2 位作者 张杰 胡世旺 汪振毅 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2022年第5期561-568,共8页

多孔材质复杂的内部结构和含湿状态对传热和传质特性有着重要意义,其热质耦合传递过程广泛存在于能源开发和工程隔热等领域.不同于在多孔材质理想状态下对传热和传质特性的单方面分析,该文将孔道的分布参数、粗糙表面、含湿状态和相变... 多孔材质复杂的内部结构和含湿状态对传热和传质特性有着重要意义,其热质耦合传递过程广泛存在于能源开发和工程隔热等领域.不同于在多孔材质理想状态下对传热和传质特性的单方面分析,该文将孔道的分布参数、粗糙表面、含湿状态和相变等因素考虑进去,运用分形理论推导出了含湿相变粗糙表面多孔材质的渗流系数和耦合等效导热系数的表达式.结果表明,渗流系数与面积分形维数、含湿饱和度呈正相关,与相对粗糙度、迂曲分形维数呈负相关;耦合等效导热系数与渗流系数、相变量呈正相关,与相对粗糙度呈负相关.此外,结果还表明,相变量以及相变引起的气体膨胀压强差对热质耦合传递也有着重要影响. 展开更多

关键词 含湿饱和度 相变 粗糙表面 热质耦合传递 分形

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圆管外侧层流降膜热质耦合问题的解析解 被引量：1

16

作者 夏旭 黄跃武 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第5期746-751,795,共7页

建立柱坐标系下层流降膜吸收水蒸气的传热传质模型,通过Laplace变换,由Stehfest方法导出定温边界条件下温度场与水的质量分数场。计算不同刘易斯数(Lewis number, Le )下层流降膜吸收水的质量分数梯度,分析了压力对降膜吸收水蒸气流量... 建立柱坐标系下层流降膜吸收水蒸气的传热传质模型,通过Laplace变换,由Stehfest方法导出定温边界条件下温度场与水的质量分数场。计算不同刘易斯数(Lewis number, Le )下层流降膜吸收水的质量分数梯度,分析了压力对降膜吸收水蒸气流量的影响。结果表明:与绝热边界条件相比,定温边界条件下降膜温度较低、水的质量分数较高;对于整个流动长度, Le 的增大使降膜吸收水的无量纲流量增大;随着压力的上升,吸收的水蒸气流量几乎呈线性上升。 展开更多

关键词 热质耦合 吸收 柱坐标系 LAPLACE

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膜蒸馏系统的热质扩散耦合分析

17

作者 吉彦龙 卢小平 魏彦艳 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期51-55,62,共6页

从相变耦合、逆流换热耦合以及蒸汽分子在膜孔中热质扩散耦合的角度出发,分别分析了热物料侧相变热质传递过程、膜蒸馏系统逆流换热过程以及蒸汽分子在膜孔中的热质扩散过程,并建立了三者与膜通量之间的关系式.得出自发的蒸汽分子迁移... 从相变耦合、逆流换热耦合以及蒸汽分子在膜孔中热质扩散耦合的角度出发,分别分析了热物料侧相变热质传递过程、膜蒸馏系统逆流换热过程以及蒸汽分子在膜孔中的热质扩散过程,并建立了三者与膜通量之间的关系式.得出自发的蒸汽分子迁移过程驱动了非自发的传热过程,当传质过程强化时,蒸汽分子传递速率增加,导致膜通量增加;膜蒸馏系统换热的强化有助于削弱温度极化,伴随着膜两侧表面温度梯度的增加,膜通量增加;关系式同时说明了减小膜的厚度,有利于膜通量增加. 展开更多

关键词 相变 热质扩散耦合 逆流换热强化 膜通量

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建筑材料多孔介质热物性参数测试实验研究 被引量：4

18

作者 孔凡红 赵强 +1 位作者 郭小强 谢颖 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2883-2888,共6页

建立一种操作简单、易推广的实验方法,测试建筑材料多孔介质的导热系数、孔隙率、定压比热以及密度等基础热物性参数。通过实验测试建筑材料混凝土的干燥密度、干燥定压比热容、干燥导热系数及孔隙率等参数值,验证此实验测试方法的可行... 建立一种操作简单、易推广的实验方法,测试建筑材料多孔介质的导热系数、孔隙率、定压比热以及密度等基础热物性参数。通过实验测试建筑材料混凝土的干燥密度、干燥定压比热容、干燥导热系数及孔隙率等参数值,验证此实验测试方法的可行性,为推动建筑材料多孔介质热湿迁移物性基础数据的进一步完善提供收集依据。 展开更多

关键词 建筑材料 热质耦合传递 基础物性参数 实验测试

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中空纤维膜除湿组件的热质传递特性 被引量：5

19

作者 赵媛媛 何奎 +1 位作者 李斯陶 张立志 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期96-104,共9页

中空纤维膜液体干燥剂空气除湿技术是一种结合液体除湿和膜分离技术的新型除湿技术,这种技术避免了气液直接接触,从本质上克服了传统液体除湿技术气液夹带的难题。中空纤维膜作为间接接触的介质,新风和除湿溶液通过膜进行共轭传质传热... 中空纤维膜液体干燥剂空气除湿技术是一种结合液体除湿和膜分离技术的新型除湿技术,这种技术避免了气液直接接触,从本质上克服了传统液体除湿技术气液夹带的难题。中空纤维膜作为间接接触的介质,新风和除湿溶液通过膜进行共轭传质传热。探究南方湿热气候下该技术的可行性,根据南方气候条件下室内新风的特点设计并制造一种中空纤维膜除湿组件,建立相应的数学模型,研究不同进口新风工况和溶液工况下组件的除湿性能,分析组件内的传热传质机理,提出了组件性能的优化方向。研究结果可为中空纤维膜组件的设计提供基础理论。 展开更多

关键词 膜 传热 实验验证 中空纤维膜组件 液体除湿 耦合热质传递 传热单元数

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球形果蔬差压预冷过程中质量损失分析 被引量：4

20

作者 刘斌 殷辉 叶庆银 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期263-266,共4页

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。 展开更多

关键词 水果 冷藏 水分 质量损失 预冷 热质耦合

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