食品欧姆加热过程中不同电极形状的温度场分布的数值模拟

为了了解5种不同电极板形状对食品欧姆加热中物料的温度场分布及加热效率的影响,建立了不同电极形状的欧姆加热三维模型,利用有限元的方法求解欧姆加热过程中模型的温度场和电场方程,模拟分析了矩形、圆形以及弧形电极的欧姆加热过程中的温度分布.结果表明:食品的欧姆加热过程中温度场的分布与电极的形状有很大的关系,弧形电极的欧姆加热过程中,电流密度的分布与电极的弧度有关,电极的曲率越大,电场线越密集,电势梯度增大,加热过程中温度场分布越不均匀;矩形与圆形电极的欧姆加热效果相同,其电场分布及加热效率都一致.     

小型包装箱内龙眼果实预冷过程数值模拟研究

采用有限元数值分析方法研究冷风温度和速度对小型包装箱内龙眼预冷过程的影响,探讨不同时间、不同空间位置的龙眼温度变化,并进行验证。结果表明：模拟值和实测值最大温差约为3.5℃,数值模拟可以较好的反映实验结果。研究发现,冷风速度约为1m/s 时龙眼果实冷却速度较快能量损耗较少;冷风温度5℃、冷风速度1m/s 时,包装箱内全部龙眼果实冷却到7/8 冷却时间对应的温度8℃时所需最少时间约为35min。     

含绝缘体物料的欧姆加热过程模拟

欧姆加热利用食品物料本身的电阻抗来产生热量,是一种内加热方式,与传统加热方式相比,具有快速均匀的加热特点。但食品往往不是一个均匀体系,不同部位的电导率的差异也会造成欧姆加热升温的不均匀性,研究不均匀体系欧姆加热时的温度分布对于欧姆加热技术的开发利用有重要意义。本文利用有限元方法,模拟了含有绝缘体的物料的欧姆加热过程,并用实验进行了验证。结果表明,有限元模型能够很好地模拟欧姆加热过程,整个加热过程中,模拟预测的温度与实验测得温度接近,最大差值为8K。同时运用有限元模型模拟了绝缘体的位置和方位对温度场的影响,绝缘体在物料中的位置和方位影响物料中电流密度的分布,温度场最高点位置始终出现在电流密度最高的区域,而最低点与电流的加热作用和物料间的热传导作用有关。     

食品欧姆加热过程中传热对温度场影响的数值模拟

建立了含绝缘体物料的食品欧姆加热模型,物料模型物由材料性质均一的导电组分和绝缘组分两部分构成,导电组分的电导率与温度成线性关系,加热过程中施加的电压恒为220V.利用有限元的方法求解加热过程中模型的温度场和电场方程,模拟分析了物料的热传导率及物料对环境的传热系数对欧姆加热温度场的影响.结果表明:食品欧姆加热过程中,温度场的冷点不仅和物料的电导率有关,而且还受加热过程中传热现象的影响.     

液态食品连续欧姆加热的数值模拟

为研究液态食品欧姆加热过程的温度场和速度场分布,实验采用有限元数值计算的方法,对圆柱状加热室中自来水和豆浆的连续欧姆加热过程进行三维稳态数值模拟,分析不同截面加热室速度场和温度场,以及不同流速对加热室的温度分布的影响。加热室中心温度模拟计算结果与参考文献值对比,自来水和豆浆的误差分别为2.32℃和2.65℃,数值模拟很好地预测了自来水和豆浆加热过程中的速度场和温度场。