卷心菜真空冷却过程的CFD传热传质模拟

2012-08-03王雪芹刘宝林闫静文

制冷学报 2012年1期

王雪芹刘宝林闫静文

(上海理工大学低温生物与食品冷冻研究所上海 200093)

抽真空是食品冷却的关键技术，直接影响冷却速度[1-3]。真空条件可加快水分的蒸发，材料自身潜热可随水蒸气释放体外，从而达到降温目的[4-6]。目前的研究大多集中在实际应用，缺乏对真空冷却机理的研究，结果是造成材料的浪费、能耗增加，同时冷却食品的质量也不是最佳。以前的数学模型只能预测真空冷却过程产品温度的变化，对冷却过程中水分含量的变化，模型中没有考虑[7-9]。从目前可以查阅的文献看，Houska等[10-11]对液体的真空冷却建立了数学模型，可以预测真空冷却过程中液体压力、温度和收缩性的变化。Sun等[10-11]建立了真空冷却的非稳态模型，通过CFD软件对多孔食品的真空冷却进行了数值模拟，预测了这些食品在真空冷却过程中的热质交换。陈雪梅[12]等建立了多孔柱状蔬菜真空冷却传热传质模型，预测了柱状蔬菜冷却速度和质量损失程度。李云飞等[13]从基本理论和定义出发，建立和描述了球形果蔬在真空冷却过程中的传热传质的数学模型，通过数值求解得到过程参数随时间变化的曲线，其主要考虑了蒸发引起的传热和传质，而未考虑对流和辐射对换热的影响，这里同时考虑了蒸发、对流和辐射对换热的影响。