摘要：目的开发控温包装传热仿真系统Tpackage,通过参数化建模和传热仿真,对控温包装的保温效果进行有效分析。方法以典型控温包装为研究对象,基于OpenCASCADE、QT与VTK设计控温包装参数化建模模块;分析包装内外热量传递规律,开发控温包装传热求解器模块。集成2个模块实现控温包装的参数化建模和传热过程的数值模拟。结果使用Tpakcage在30、40℃2个环境温度下对2套控温包装系统(TC1、TC2)进行传热仿真,并采用Comsol进行同条件模拟,产品测温点到达8℃所经过时间的最大误差分别为7.04%(TC1-30℃)、9.87%(TC1-40℃)、8.82%(TC2-30℃)、9.73%(TC2-40℃);在30℃条件下进行实际验证实验,通过Tpackage进行同条件对比验证,产品测温点到达8℃所用时间的最大误差为9.47%。结论Tpackage能够实现典型控温包装的参数化建模,并有效评估控温包装的温度场分布。该研究可为控温包装优化设计提供参考,提高控温包装设计效率。

摘要：控温包装能有效保护生鲜食品在物流过程中不受外界温度变化的影响,防止生鲜食品腐败变质。本文作者基于控温包装控温时间预测模型,建立了控温包装设计模型,得到了控温包装可靠性边界,并提出一套用于冷链物流的控温包装设计方法。同时,以小件类产品为例,设计了一套控温包装,并进行试验验证。结果表明,设计的控温包装能够保持产品物流过程中处于临界温度以下,该控温包装设计方法能够快速有效的设计合理的包装方案,该研究成果为生鲜食品在物流过程中的保鲜提供了技术方法。

摘要：目的建立控温包装控温时间预测模型,保护温度敏感产品在一定时间内不受外界温度变化的影响。方法以典型长方体产品的控温包装为研究对象,通过计算控温包装系统热阻及控温包装内蓄冷剂的吸热量,建立控温包装控温时间预测模型。同时,基于2种典型控温包装产品在296,308,318 K等3个温度环境中的储藏试验,进行理论与实验验证。结果实际控温时间比模型预测时间长,但偏差均小于10%。结论该理论模型能准确地预测控温包装控温时间,研究成果为控温包装设计提供了理论依据。

摘要：目的提升无源冷链物流中保温容器的保温性能,减少或取消短途冷链运输中蓄冷剂的使用量。方法将石墨烯改性相变大胶囊与聚氨酯发泡材料共混,制备石墨烯改性相变聚氨酯发泡材料,研究石墨烯的添加对其导热系数和保温性能的影响,并基于COMSOL Multiphysics对石墨烯改性相变大胶囊和石墨烯改性相变聚氨酯发泡材料的传热过程进行有限元模拟。结果在常温状态下,石墨烯的添加会增加石墨烯改性相变聚氨酯发泡材料的导热系数;在冷藏工况下,石墨烯改性相变聚氨酯发泡材料的导热系数随石墨烯添加量的增加而降低,石墨烯改性相变聚氨酯发泡材料制备的保温容器的系统热阻随石墨烯的增加而升高。通过有限元模拟可发现,石墨烯的加入能够提升相变大胶囊的导热系数,同时能够减缓升温平台阶段的升温速率;在跨越平台区后,即内部相变大胶囊完全融化后,石墨烯会提升保温材料的导热系数,从而降低保温容器的保温效果。结论制备的石墨烯改性相变聚氨酯发泡材料能够在设计使用时间内提升保温容器的保温性能,该材料在需要冷藏的生鲜果蔬短途无源冷链物流领域具有广阔的应用前景。