超声波对液滴冻结状态及传热的影响

发布时间：2021-01-19 04:12

　　超声波辅助冻结在食品、医疗及生物化学等领域得到了广泛的应用,为了明确超声波对溶液冻结过程中液固比例、孔隙率的影响,揭示冻结过程中热量的传递规律,在液滴冻结状态实验观测的基础上,结合声学及热质传递理论,建立了超声波液滴冻结理论模型,分析了超声波对液滴冻结状态的影响,比较了超声空化效应所引起的传质散热量和超声热效应引起的产热量的大小关系。结果表明:超声波有助于液滴表面的气泡逸出,气泡逸出率越大冻结过程中液固比例越小;当气泡逸出率一定时,液滴越小冻结过程中的孔隙率越大;超声波一定时,逸出率越小冻结过程中的孔隙率越大;对于冷却冻结过程,不同频率和强度的超声波存在合理的超声波加载时间。 

【文章来源】：化工学报. 2020,71(11)北大核心

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

超声波液滴冻结状态观测实验系统

液滴冻结示意图

图2 液滴冻结示意图文献[26～28]中冰体的孔隙率在0.05～0.1之间，与本文中实验观测得到的孔隙率变化范围基本吻合。冻结过程中影响孔隙率的主要因素有环境温度T、冻结时间t、液滴大小D、超声波强度I及超声波频率f。超声波频率f的量纲为s-1，表示声波的特征。超声波强度为发射功率，其大小与频率的平方呈正比，其中已包含频率。为了表征孔隙率kx与上述5个参变量之间的关系kx=f(θ)，构造如下无量纲参数θ：

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]低频超声波辅助提高冷冻草莓加工全过程品质及效率的研究[D]. 程新峰.江南大学 2014



本文编号：2986316