利用相变释能的农产品冷藏设备主动防除冰方法 - 农业工程学报.pdf

第33 卷 第9 期 农 业 工 程 学 报 Vol.33 No.9 276 2017 年 5 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering May 2017 ·农产品加工工程· 利用相变释能的农产品冷藏设备主动防除冰方法 1,2 1 1 1 1※ 丛 茜 ，陈廷坤 ，李 杨 ，孙成彬 ，金敬福 （1. 吉林大学生物与农业工程学院，长春 130022 ； 2. 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，长春 130022 ） 摘 要：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。 关键词：制冷；冻结；界面；弹性膜；相变；膨胀；附着强度 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.09.036 中图分类号：TB131 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2017)-09-0276-06 丛 茜，陈廷坤，李 杨，孙成彬，金敬福. 利用相变释能的农产品冷藏设备主动防除冰方法[J]. 农业工程学报，2017， 33(9)：276 －281. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.09.036 Cong Qian, Chen Tingkun, Li Yang, Sun Chengbin, Jin Jingfu. Active anti-icing method for agricultural product refrigerated equipment based on phase change energy release[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(9): 276 －281. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.09.036 调等领域中的渡槽、沟渠容易造成膨胀损坏[15-19] ，能否 0 引 言 可以将冰的冻胀力作为破坏力应用于有益方向