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农产品冷藏设备换热表面上的结冰堆积造成能源消耗,并影响了农产品的储藏品质。该文基于水结冰相变过程中的膨胀应力及不同冰点的溶液相变时差对结冰界面稳定性的影响现象,采用带有不同尺寸的凹坑且表面粘附双向拉伸聚丙烯薄膜(biaxially oriented polypropylene,BOPP)的6061铝合金为冻粘基体,探究凹坑直径、凹坑深度及凹坑内的不同质量分数的乙醇溶液对结冰附着强度的影响规律。对试验结果进行方差分析,建立了评价指标与各影响因素的数学回归模型,确定防结冰表面对结冰附着强度影响的主次顺序为凹坑深度、乙醇溶液质量分数、凹坑直径,结合响应面分析得到对结冰附着强降低率具有显著作用的工艺参数组合为:质量分数为8.05%的乙醇溶液和直径23.172 mm、深度4.349 mm的凹坑时,表面结冰附着强度的降低率达到了92.72%。利用水冻结成冰的过程中,释放的冻结膨胀能,破坏冰与材料之间接触界面的稳定性,降低了结冰附着强度,提高冷藏设备表面的主动除冰特性,为后期基于相变膨胀进行防\除冰方法的开发提供新思路及试验依据。 相似文献
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利用相变释能的农产品冷藏设备主动防除冰方法 总被引：2，自引：2，他引：0
为减小农副产品冷藏设备表面的结冰危害,提高部件表面的抗结冰能力和设备运转效率,该文提出利用相变释能的主动防除冰方法。试验以带有不同凹坑尺寸的聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)和6061铝合金作为基体材料,凹坑内填充气体或不同冰点的介质,表面覆盖双向拉伸聚丙烯薄膜(biaxially oriented polypropylene,BOPP)。试验采用水杯制冰法,测量表面结冰附着强度,结合剥离界面的形态,分析相变时差对界面附着强度的影响机理。结果表明:相对于光滑PMMA试样的表面附着强度169.81 kPa,试样(凹坑内分别填充纯净水和体积分数为6%乙醇溶液)表面的附着强度分别降低了100%和82%;对比无凹坑铝合金试样表面的附着强度,凹坑内填充体积分数为15%乙醇溶液低冰点溶液的试样表面附着强度可减小76.52%。因此利用不同水溶液的相变时间差和膨胀释能可减小试样表面的附着强度,并且试验表明试样材料、凹坑尺寸对附着强度的降低作用影响较小。利用相变时差和相变膨胀释能破坏冰在弹性冻结界面的接触稳定性,达到降低结冰表面附着强度的目的,并且水溶液中水的体积分数越大,试样结冰表面的附着强度的越小。研究结果为农产品冷藏领域中的防、除冰方法研究和开发提供参考。 相似文献
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蒸发器、换热器等冷藏设备表面形成覆冰时,影响设备的正常运行及农副产品的储藏品质。为了减小冰黏附对冷藏设备的影响,该研究通过在材料表面非连续涂覆圆形硅橡胶,改变材料单一的表面特性,提出一种提高部件主动防除冰的方法,并探究圆形涂覆硅橡胶的直径、相邻硅橡胶间的圆心距、涂覆占空比及厚度对冰黏附强度降低率的影响,降低表面冰黏附强度。试验结果表明表面具有不同涂覆参数的试样对冰黏附强度具有不同的降低效果,当涂覆直径为3.50 mm、圆心间距6.50mm、占空比为8.50%及涂覆厚度为0.250mm时,铝合金试样表面的平均冰黏附强度降低率为46.83%。对试验结果进行方差分析,建立设计因素与评价指标间的数学回归模型,确定对冰黏附强度影响的显著性主次顺序为:圆形涂覆硅橡胶间的圆心距、占空比、涂覆厚度及直径。分析认为通过改变材料表面特征的连续性,使不同位置内的附着水具有不同的相变时间,利用后结冰区域产生的膨胀应力,干扰冰与材料之间界面的稳定性,降低冰黏附强度,提高冷藏设备部件的主动防除冰特性,为进一步开发新型防除冰技术提供参考。 相似文献
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