W m1 K1, specific heat capacity = 1338 J kg1 K1). The impact of
these boxes will, however, be rather limited due to their low
thermal capacity and their insulating effect.
Before simulating the transient cooling process, steady-state
simulations were performed to obtain the
flow
field and the initial
temperature conditions. During these simulations, the tempera-
ture of the boxes and fruit were
fixed to their initial value (20 C)
and the inlet temperature was taken equal to the container air
temperature set point (0.5 C). After the steady-state simulations,
transient simulations of the pre-cooling process were performed.
Since the
flow
field was assumed steady and stable over time as no
buoyancy was included in the model amongst others, the
flow
field
did not need to be recomputed anymore during the transient
simulations and thus the
flow equations were switched off. As
such, the computational cost was significantly reduced since only
the energy equation needed to be solved over time. Due to the large
differences in cooling rates for different cases (see Section 3), each
simulation was run for a different time period. All simulations were
run with a time step of 60 s, which was determined from a
temporal sensitivity analysis. The simulations (for a time period of
20 h after the start of cooling) took roughly 2 days on a 12 core Intel
Xeon processor (2.66 GHz) with 48 GB RAM memory.
2.4. Evaluation of cooling rate
The cooling rate of each box was assessed by monitoring the
internal temperature of the oranges. In
field or laboratory
experiments, usually the fruit pulp temperature is measured with
a sensor (e.g., thermocouple), located in the centre of an orange.
This pulp temperature is critical in a cold disinfestation protocol as
only this temperature, measured at various positions in a
refrigerated container, is used to verify compliance with the
protocol. With CFD however, temperature information is available
in each control volume of the computational mesh by which the
average fruit temperature can also be determined, i.e., of a single
fruit or of all fruit within a box. Such a volume-averaged quantity is
considered more representative as the core of an orange is
generally the last location of the entire fruit to reach the required
set temperature, whereas the rest of the fruit will already be
slightly below this temperature. Two temperatures were monitored
in the simulations: the core temperature of a single orange
(Tc), located in the central part of each box on the pallet (thus
8 virtual sensors in total), and the average temperature of all fruit
within each box (Tavg,box).
From these temperature profiles (T = Tc or Tavg,box), the fractional
unaccomplished temperature change (Y) could be determined:
Y
¼ T
Ta
Ti
Ta
(1)
where subscripts i and a represent the initial temperature of the
fruit (20 C) and the set cooling air temperature of the container
(0.5 C), respectively. From this Y value, the seven-eighths cooling
time (SECT, t7/8) was determined, which is the time required to
reduce the temperature difference between the fruit and the
cooling air by seven eighths (Y = 0.125). The SECT temperature
(T7/8) equals 2.06 C. The SECT is particularly interesting in
commercial cooling operations because the fruit temperature is
then acceptably close to the required storage temperature and the
remaining heat load can be removed with less energy costs
(Brosnan and Sun, 2001). The SECT based on Tavg,box can be
considered more representative as it provides a general appreciation
of the amount of heat to be cooled away from all fruit within
the box, though it cannot be obtained experimentally in a
straightforward way. The SECT is actually a characteristic of the
system which also depends on fruit stacking pattern in the boxes,
W M 1 K 1 เฉพาะความจุความร้อน = 1350 ฿ 1 J K 1 ) ผลกระทบของ
กล่องเหล่านี้จะ , อย่างไรก็ตาม , จะค่อนข้างจำกัด เนื่องจากความจุความร้อนต่ำของพวกเขาและผลของฉนวน
.
ก่อนการจำลองกระบวนการทำความเย็นแบบสถานะคงตัว
จำลองแสดงเพื่อขอรับ
สนามการไหลและอุณหภูมิเริ่มต้น
ในช่วงอุณหภูมิ -
จำลองเหล่านี้จริงของกล่อง และผลไม้เป็นค่าเริ่มต้นของพวกเขา
คงที่ ( 20 C )
และอุณหภูมิได้เท่ากับภาชนะอากาศ
ตั้งอุณหภูมิจุด ( 0.5 C ) หลังจากโดยจำลอง , จำลองของ
ชั่วคราวก่อนกระบวนการทำความเย็นได้ตั้งแต่ไหล
.
สนามถือว่ามั่นคงและมีเสถียรภาพมากกว่า เวลาไม่มี
ลอยอยู่ในรูปแบบการไหล
ในหมู่คนอื่น ๆสนาม
ไม่ต้อง recomputed อีกต่อไปในระหว่างการจำลองแบบและ
ดังนั้นสมการการไหลถูกเปลี่ยนตัวออก โดย
เช่น ต้นทุนการคำนวณอย่างมีนัยสำคัญลดลงเนื่องจาก
พลังงานสมการต้องแก้ไขตลอดเวลา เนื่องจากความแตกต่างในอัตราการเย็นขนาดใหญ่
สำหรับกรณีต่าง ๆ ( ดูข้อ 3 ) แต่ละ
จำลองใช้สำหรับรอบระยะเวลาที่แตกต่างกันทั้งหมดจำลองถูก
ใช้เวลาขั้นตอน 60 s ซึ่งถูกกำหนดจาก
การวิเคราะห์ชั่วคราว จำลอง ( สำหรับระยะเวลา
20 ชั่วโมงหลังจากเริ่มเย็น ) ใช้เวลาประมาณ 2 วัน เป็น 12 คอร์ อินเทล ซีออน โปรเซสเซอร์
( 2.66 GHz ) พร้อมหน่วยความจำ RAM 16 GB .
2.4 . การประเมินอัตรา
เย็นอัตราการเย็นแต่ละกล่องก็มีการประเมินโดยการตรวจสอบ
อุณหภูมิภายในของส้มในเขตข้อมูลหรือการทดลองในห้องปฏิบัติการ
ปกติผลไม้เยื่อกระดาษ อุณหภูมิวัดกับ
เซ็นเซอร์ ( เช่น thermocouple ) ตั้งอยู่ในศูนย์กลางของส้ม .
นี้ผลิตอุณหภูมิวิกฤตในเย็น disinfestation โปรโตคอลเช่น
เพียงอุณหภูมินี้ วัดที่ตำแหน่งต่าง ๆ ในตู้เย็นคอนเทนเนอร์
, จะใช้ในการตรวจสอบ ความสอดคล้องกับ
โปรโตคอล กับ CFD อย่างไรก็ตามข้อมูลอุณหภูมิของ
ในแต่ละควบคุมระดับเสียงของคอมพิวเตอร์ตาข่ายที่
อุณหภูมิเฉลี่ยผลไม้ได้ เช่น ของผลไม้เดียว
หรือผลไม้ทั้งหมดภายในกล่อง เช่นปริมาณเฉลี่ยปริมาณ
ถือว่าตัวแทนมากกว่าเป็นหลักของส้มคือ
โดยทั่วไปตำแหน่งสุดท้ายของผลไม้ทั้งหมดไปถึงต้อง
ตั้งอุณหภูมิในขณะที่ส่วนที่เหลือของผลไม้จะ
เล็กน้อยด้านล่างอุณหภูมินี้ 2 อุณหภูมิตรวจวัด
ในการจำลอง : อุณหภูมิแกนของ
ส้มเดี่ยว ( TC ) ตั้งอยู่ในภาคกลางของแต่ละกล่องบนพาเลท ( ซึ่ง
8 เสมือนเซ็นเซอร์ในทั้งหมด ) , และอุณหภูมิเฉลี่ยของผล
ภายในกล่องแต่ละกล่อง ( กล่อง tavg ) .
จากโปรไฟล์อุณหภูมิเหล่านี้ ( กล่อง t = TC หรือ tavg , ) ,การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิล้มเหลวเศษส่วน
( Y ) สามารถกำหนด :
Y
¼ T
ทาทิทา ( 1 )
ที่ subscripts ผมและแสดงอุณหภูมิเริ่มต้นของ
ผลไม้ ( 20 C ) และการตั้งค่าอุณหภูมิคอนเทนเนอร์
เย็น ( 0.5 C ) ตามลำดับ จากหนึ่งในแปด
7 Y มีค่า เวลาเย็น ( ลัทธิ * * 3 / 8 ) กำหนด ซึ่งเวลาที่ใช้ในการ
ลดความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิอากาศเย็นและผลไม้
7 หนึ่งในแปด ( Y = 0.125 ) นิกายอุณหภูมิ
( * * 3 / 8 ) มีค่าเท่ากับ 2.06 C . นิกายเป็นที่น่าสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการทำความเย็นเชิงพาณิชย์เพราะผลไม้
แล้วยอมรับอุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิที่ต้องการและ
เหลือภาระความร้อนสามารถลบออกได้ด้วยต้นทุนพลังงานน้อยกว่า
( บรอสแนนและดวงอาทิตย์ , 2001 )นิกายตาม tavg กล่องสามารถ
ถือว่าตัวแทนมากกว่าและมีความชื่นชมทั่วไป
ของปริมาณความร้อนที่จะเย็นห่างจากผลไม้ทั้งหมดภายใน
กล่อง ถึงแม้ว่าจะได้รับผลใน
วิธีที่ตรงไปตรงมา นิกายเป็นลักษณะของ
ระบบซึ่งยังขึ้นอยู่กับรูปแบบผลไม้เรียงในกล่อง
การแปล กรุณารอสักครู่..