導(dǎo)熱控制型多孔介質(zhì)凍結(jié)過程的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、多孔介質(zhì)凍結(jié)過程是一個(gè)涉及固液相變的熱質(zhì)傳遞的十分復(fù)雜的課題。多孔介質(zhì)幾何結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確描述及熱物性參數(shù)的確定一直是多孔介質(zhì)熱質(zhì)傳遞研究的一個(gè)難點(diǎn)，此外多孔介質(zhì)凍結(jié)過程中熱量傳遞的同時(shí)還伴隨質(zhì)量的遷移。本文采用容積平均法和有效導(dǎo)熱系數(shù)法，對(duì)導(dǎo)熱控制型多孔介質(zhì)的凍結(jié)過程提出了新的熱質(zhì)傳遞模型，該模型考慮了凍結(jié)過程中的物性參數(shù)變化和質(zhì)量遷移并將相變過程的潛熱項(xiàng)放在動(dòng)態(tài)比熱容項(xiàng)中。模型簡單易懂，可以借助數(shù)值計(jì)算軟件直接求解。 為了驗(yàn)證模型

2、和計(jì)算的準(zhǔn)確性，本文分別以豬肉和含水量為36.6％及11.5％的土壤為例進(jìn)行凍結(jié)實(shí)驗(yàn)，使用銅-康銅熱電偶和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測量溫度，用天平測量凍結(jié)前后的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果吻合較好，表明該模型和模擬結(jié)算是合理可靠的。由模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們得出導(dǎo)熱控制型多孔介質(zhì)凍結(jié)過程中表面溫度下降最快，中心溫度下降最慢，溫差約為2℃，各物性參數(shù)中含水量對(duì)凍結(jié)過程的影響最大，含水量大的多孔介質(zhì)在相變階段表面溫度有明顯的波動(dòng)，凍結(jié)過程中的質(zhì)量損失在初始時(shí)