曲面上纳米流体液滴的蒸发特性

目的 研究曲面上纳米流体在不同基板温度下的蒸发过程,分析蒸发过程中液滴内部的传热和流动特点,揭示其蒸发机理。方法 选用5种不同表面温度(15、30、45、60和75 ℃)的铜半球作为蒸发基板,以含Al2O3纳米颗粒的液滴作为蒸发流体,记录液滴蒸发过程中各参数(接触角、接触三相线和液滴剩余体积)的变化过程,对蒸发后形成的沉积图案进行测量分析。结果 液滴在曲面基板上的蒸发速率大于液滴在平面基板上的蒸发速率;在不同蒸发温度下液滴蒸发模式基本相同,且蒸发过程中接触线均出现了滑移现象,接触角在第2阶段的减小速率更大;随基板温度的升高,咖啡环明显变窄,马兰戈尼数明显增大,蒸发速率加快。结论 曲面基板相对于平面基板加强了液滴内部的对流换热,纳米流体的蒸发模式不受温度和曲率的影响,蒸发后期液滴内部的对流换热效果相较于表面散热效果更加强烈,随基板温度升高,马兰戈尼效应对咖啡环形成的影响加强。     

弱交流磁场下裸铜表面结晶特性研究

本文研究了环境温度恒定为25 ℃、相对湿度为49%、体积为0.01 mL的液滴在﹣20 ℃裸铜底板的冻结实验，发现在附加交流磁场强度分别为2.0×10-3、2.5×10-3、3.0×10-3、3.5×10-3、4.0×10-3、4.5×10-3、5.0×10-3、5.5×10-3、6.0×10-3 T的作用下，液滴结晶过冷度增大，最大过冷度提高了2.08 ℃；但附加磁场会减小成核驱动力；相比无磁场情况下，液滴冷凝时间减少，凝结粒径相比无磁场下较小。通过对在相同温湿度下自然对流条件的冷铜底板结霜可视化研究发现，由于附加磁场使极性水分子有序的在底板排列，较无磁场下液滴结晶过程熵增更小，在宏观上呈现液滴有序排列。此外，实验发现在0～6×10-5 T的磁场强度范围，随着磁场强度的增大，平板单位面积结霜量减小，单位面积结霜量与交流磁场强度有较高的相关性，得到了拟合关系式。     

基于冷链模式的某果蔬碳足迹计算

食品在冷链过程中的碳足迹计算是我国食品未来走向国际市场的一个必要门槛。本文利用生命周期评估方法计算了某果蔬冷链各环节的碳足迹,并基于能量平衡方程,研究不同运输时间下的冷藏运输方式和碳足迹。研究结果表明:1)1 kg蔬菜各冷链环节碳足迹为0.098 kg,运输环节占总排放的82%,预冷、存储(销售)和消费(废弃)环节分别占总排放的7%、6%和5%;2)运输时间在5 h内,预冷后的蔬菜可采用保温运输,供冷碳足迹为0;3)蓄冷运输时间60 h,蓄冷剂相变潜热L=270 kJ/kg时,每立方米需要70 kg的蓄冷剂;4)10 t冷藏车的运输时间在98 h内采用蓄冷运输比机械制冷运输的供冷碳足迹更小。因此,为减小冷链过程中的碳足迹,应根据运输时间选择不同的冷藏运输方式,优先使用体系数H小的冷藏车、相变潜热大的蓄冷剂、COP高的制冷机组,适当增加冷藏车保温层厚度。     

底板温度对液滴蒸发模式及温度场分布的影响

本文以纳米粒径为50 nm、质量分数为0. 1%的Al_2O_3纳米流体液滴为研究对象,研究了纳米流体在玻璃载玻片4种不同底板加热温度(30、47、64、81℃)的蒸发过程,获得了纳米液滴在蒸发时的接触角、接触线半径的变化过程和温度分布过程,并用显微镜拍摄蒸发结果,观察蒸发后底板蒸发留下的沉积图案。结果表明:蒸发温度的不同未对蒸发模式产生显著影响;随着底板加热温度的升高,蒸发时间会大幅缩短(最长蒸发时间和最短蒸发时间相差10倍),初始马兰格尼数随底板温度的增加逐渐增大,但随着蒸发的不断进行,马兰格尼流动反而受到抑制。     

影响纳米流体液滴蒸发沉积图案的关键因素分析

目前关于液滴蒸发后沉积图案的研究主要集中于描述其物理现象的变化,但是对于蒸发过程中导致沉积图案形成的受力分析少有研究。影响纳米流体液滴蒸发沉积图案的主要因素是与液滴接触的底板温度和纳米颗粒的质量浓度。本文选用4种不同温度（30℃、47℃、64℃和81℃）的玻璃载玻片作为底板,采用粒径为20nm的3种质量分数（0.05%、0.1%和0.2%）的Al₂O₃-H₂O纳米溶液来研究纳米流体液滴在固体表面上蒸发后沉积图案的形成机理。实验结果表明,随着溶液质量分数的增加和底板温度的升高,咖啡圈效应越来越明显,且内环结构也逐渐清晰可见。其中咖啡圈效应由底板温度和溶液质量分数共同影响。溶液质量分数和底板温度都与马兰戈尼（Marangoni）效应呈正相关性,但由停滞点和Marangoni效应产生的内环结构,受底板温度的影响更大。     

多种类型液滴蒸发综述

液滴蒸发过程是伴随着复杂变化但又没有统一且充分认知的的过程,是目前一个重要的研究热点,在许多科学应用中起到关键作用。本文介绍了液滴蒸发的历史研究过程,综述了3种不同类型液滴,即纯液滴、二元混合溶液液滴和聚合物溶液液滴蒸发过程的研究成果,分析了液滴蒸发过程中和蒸发结束后沉积物的影响因素,简述了液滴的研究成果在实际生活中的应用。现有研究表明,不同类型液滴的蒸发过程受到多种因素的影响,比如溶液中的纳米粒子、环境温度和压力等。这些因素还会影响到沉积物的图案和大小。目前,研究人员已经研究出典型的液滴蒸发过程（接触线固定和接触角固定模式）,讨论出液滴蒸发基本理论。对一些常见的二元及多元溶液,研究人员已经发现它们与纯溶液蒸发过程的不同之处,并且已经在科学界进行了大量的研究及讨论,建立出数学模型。最后重点介绍了液滴蒸发在医学领域的研究成果、应用和未来发展的方向,比如通过生物液滴蒸发后的沉积物的纳米层,跟正常沉积物对比结果来检测疾病等。最后对液滴蒸发理论的现状、潜力和未来发展需求进行了总结和展望。     

猕猴桃货架期间品质动力学及寿命预测模型

目的研究货架期间猕猴桃的品质动力学变化特性与寿命。方法以"秦美"猕猴桃为实验材料,在温度为4,10,20℃下进行货架试验,测定猕猴桃质量损失率、硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、色值(C~*,L~*)的变化,利用Arrhenius方程建立相应品质指标的动力学模型,经恒等变形后得到货架寿命预测加权模型,并对模型进行验证。结果低温可以明显延缓猕猴桃在货架期间品质的降低,其品质变化均符合零级动力学方程;通过对比货架温度和时间对各品质指标的影响可知,货架时间均大于货架温度;综合上述品质指标构建的货架寿命预测加权模型,其相对误差在±10%以内,精确度较高。结论在温度为4～20℃范围内,可依据加权模型对猕猴桃的货架寿命进行准确预测。     

差压预冷处理对蒜薹质量损失率和硬度的影响

目的研究差压预冷处理对蒜薹质量损失率和硬度的影响。方法将蒜薹分别置于风速为1,1.5,2 m/s的差压预冷库中,先预冷到4℃,然后装入PE保鲜袋(0.045 mm)中在0℃条件下冰温贮藏,以测定蒜薹的质量损失率和硬度值,并观察细胞显微结构变化,分析差压处理对蒜薹质量损失率和硬度的影响。结果至冰温贮藏结束,预冷风速1,1.5,2m/s和直接贮藏工况下蒜薹的质量损失率依次为3.60%,3.54%,3.89%,3.16%;蒜薹整体硬度值分别占整体硬度初始值的67.3%,68.6%,69.7%,61.0%;各工况下蒜薹整体质量损失率与硬度具有很好的负相关性,蒜薹X位置的质量损失率与硬度的最佳相关系数分别为-0.96,-0.92,-0.92,-0.95;通过延长预冷时间,增大了蒜薹的质量损失率,从而减小了蒜薹的孔隙率,经差压预冷后,预冷风速为1.5 m/s时蒜薹的整体孔隙率最小,2 m/s时蒜薹的整体孔隙率最大。结论在冰温贮藏前,差压预冷处理使蒜薹的质量损失率增加,孔隙率减小,延缓了蒜薹硬度值的下降,在一定程度上延长了货架期。     

长圆柱形果蔬冷激处理过程传热特性分析

为探究冷激过程中长圆柱形果蔬组织传热特性,建立并求解了长圆柱形果蔬冷激过程传热模型,以黄瓜为试材,0℃冰水混合物为介质进行冷激试验,实测了冷激过程中黄瓜不同位置的组织温度,对比分析了长圆柱形果蔬的传热特点。结果表明:计算结果和试验结果最大差值为2.22℃,果蔬组织按各向同性、热物性不变计算传热过程存在一定误差;半径方向,黄瓜组织不同位置温度响应速度不同,同一位置各时间段传热特点不同,应考虑果蔬表面特征、组织热物性差异的影响;两端换热对其内部温度场的影响较小,冷激最优工艺参数的确定可以果蔬中段为准。     

我国果蔬冷链碳足迹分析

近年来我国冷链物流发展迅速,为顺应节能减排的趋势,量化果蔬冷链对环境的影响,本文采用生命周期评价法分析果蔬冷链生命周期中预冷、贮藏、冷藏运输、销售以及消费等环节的碳足迹,计算每个环节的碳足迹,并以一条典型某蔬菜冷链为例,量化整个生命周期的碳足迹。结果表明:每千克某蔬菜的冷链碳足迹为0.0413 kg CO2eq,冷藏运输阶段贡献最大,占总量的69%,其次是预冷阶段,占总量的21%。