填充相变材料的复合搁架的蓄冷与传热特性研究

发布时间：2017-07-03 13:09

  本文关键词：填充相变材料的复合搁架的蓄冷与传热特性研究

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【摘要】：立式敞开式冷藏陈列柜作为食品冷链的末端设备,对保证食品品质和安全起到重要作用,但由于其自身结构的特点,存在食品包温度易受外界环境影响,柜内温度分布不均匀等缺点,尤其在融霜期间食品包温度回升较大。针对其存在的问题,本文提出在冷藏陈列柜搁架中填充相变蓄冷材料的方法来提高其性能。通过实验的方法研究了相变蓄冷材料的蓄冷及传热性能,分析了复合相变蓄冷材料填充于复合搁架后对冷藏陈列柜内食品包温度分布的影响情况。具体研究内容及结论如下:一、本文提出将RT3、RT4和RT5三种有机相变材料分别填充于冷藏陈列柜复合搁架中,研究其蓄冷和传热特性。结果表明:RT3、RT4和RT5复合搁架和普通搁架相比左右侧食品包温差分别降低了40%、80%和80%;食品包平均温度降低了13.7%~32%,融霜期间温度波动降低了53.3%~83.3%。通过对三种复合搁架对比分析得出,RT4复合搁架上食品包温度最低,且各层、各排食品包平均温度均控制在5℃以内。二、冷藏陈列柜左右侧和前后排食品包温差较大,除了受外界环境的影响之外,还与复合搁架内相变材料的导热系数低有关。本文通过在RT4中添加碳纳米管的方法来提高相变蓄冷材料的导热性能。结果表明:随碳纳米管质量分数的提高,复合相变材料的相变焓逐渐降低,导热系数逐渐增加。在升温过程中,1%-CNT、2%-CNT、3%-CNT、4%-CNT和5%-CNT液态导热系数分别比纯RT4提高了12.8%、22.6%、30.4%、39.2%、44.0%。三、复合相变材料的导热系数随碳纳米管质量分数的增加而增加,但其增加幅度降低,这是由碳纳米管在石蜡中发生团聚沉淀造成的,因此试验采用3%-CNT的配比方式研究添加碳纳米管后复合相变材料对冷藏陈列柜内食品包温度的影响情况。结果表明:3%-CNT复合搁架上,左右侧食品包温差为0.1℃,前后排温差为3.2℃,左右侧和前后排温差均比RT4复合搁架上食品包温度低,且食品包温度控制在4℃以内,维持了冷藏陈列柜内较为稳定的温度水平。
【关键词】：蓄冷 相变材料 碳纳米管 食品包温度 复合搁架 冷藏陈列柜
【学位授予单位】：郑州轻工业学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究现状10-16
• 1.2.1 融霜系统研究10-12
• 1.2.2 风幕性能优化12-14
• 1.2.3 外界环境对冷藏陈列柜性能的影响14-15
• 1.2.4 相变材料的应用15-16
• 1.3 本文研究的主要内容16-18
• 第二章 复合搁架蓄冷与传热性能研究18-30
• 2.1 试验方案18-25
• 2.1.1 相变材料18-19
• 2.1.2 热管19-21
• 2.1.3 复合搁架21-22
• 2.1.4 温度测量22-25
• 2.2 结果与分析25-29
• 2.2.1 左右侧食品包温度分析25-26
• 2.2.2 前后排食品包温度分析26-28
• 2.2.3 上下层食品包温度分析28-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第三章 复合相变材料的热物性研究30-44
• 3.1 试验方案30
• 3.2 复合相变材料的配比30-32
• 3.3 复合相变材料相变性能32-36
• 3.3.1 差示扫描量热仪（DSC）基本原理32-33
• 3.3.2 相变焓测试过程33-34
• 3.3.3 相变焓结果分析34-36
• 3.4 复合相变材料比热容36-39
• 3.4.1 比热容测试原理36-37
• 3.4.2 比热容测试过程37-38
• 3.4.3 比热容结果分析38-39
• 3.5 复合相变材料导热性能39-42
• 3.5.1 激光导热仪（LFA467）基本原理39-40
• 3.5.2 导热性能测试过程40-41
• 3.5.3 导热性能结果分析41-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第四章 填充复合相变材料的复合搁架性能研究44-50
• 4.1 碳纳米管质量分数的选取44-45
• 4.2 试验方案45-46
• 4.3 结果与分析46-49
• 4.3.1 左右侧食品包温度分析46-47
• 4.3.2 前后排食品包温度分析47-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第五章 结论与展望50-52
• 5.1 结论50-51
• 5.2 展望51-52
• 致谢52-54
• 参考文献54-60
• 附录60
• 附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录60
• 附录2 攻读硕士学位期间获得科研鉴定成果60

【参考文献】

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1 陈杨华;李钰;郭文帅;陈非凡;陈Y，

本文编号：513757