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专利号: 2018108592180
申请人: 湖南文理学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种鱼类远距离运输急冷至目标温度的控制方法,包括如下步骤:

(1)建立加冰量的数学模型:设定装箱温度、空气温度共同对运输水温的影响是使水温能够升温△t℃;测定运输水温A1、水重m1,所放养鱼种体温A2、鱼体重m2,A2=A1+0.5 1;设~定目标温度为t1,加冰量为m冰,则原有养殖水降温至目标温度所释放的热量Q放=C*m1*(A1+△t- t1),而冰溶化成水后并升温至目标温度需要吸收的热量为Q吸=C*m冰* t1+熔化热.m,其中冰的熔化热为3.36*105J/kg;因放养鱼种的体温是受水温控制,且因鱼的新陈代谢,鱼的体温要比周围的水温高0.5-1.0℃,故放养鱼种在急冷过程中是降温过程,且降温至目标温度所释放的热量为Q鱼=C鱼*m3*(A1+△t+0.5 1- t1);根据能量守恒定律,即Q放+ Q鱼=Q吸,从~而求得降至目标温度所加冰量为m冰={[ C水*m水*(A1+△t - t1)]+[ C鱼*m3*(A1+△t +0.5~

1- t1)]}/ (C冰* t1+3.36*105),获得所加冰量的数学模型,其中根据经验值,△t 取值5-

8;C为水的比热容,取值4200J/(kg.k);C鱼为鱼的比热容,取值3.70 J/g·℃~3.76 J/g·℃;

(2)确定加冰大小及搅拌速度:设冰块永远保持立方体,边长为a,加冰大小的体积为V冰=a³、表面积S冰=6a²,降温所需时间为T,设定单位时间内冰与运输水温的热交换量Q’是一致的,则Q’=( C*m冰* t1+熔化热.m冰)/T;冰相对水流有速度差,假设该速度差主要是搅拌作用所生成,搅拌速度为W,按经验值,单位时间内温降在t’,取值1.5℃,冰块与水的相对速度u=

0.028W,则水流对流冰块的相对雷诺数Re=u*a/v=0.028w*a/v,其中v为水的运动粘滞系数;

而努塞尔数Nu=K*a/L(其中k为水的放热系数,L为水的导热系数)=0.037Re0.8 Pr0.43(Pr/pri)0.25,其中Pr为水流平均温度时的普朗特数,pri为冰点时的普朗特数,则水的放热系数K=Nu*L/a=0.037Re0.8 Pr0.43(Pr/pri)0.25*L /a,单位时间内水对冰的放热量为Q’放=Q’=k*t’=( C*m冰* t1+熔化热.m冰)/T;即搅拌速度w、冰块大小a与降温时间T的关系式为:

0.037(0.028w*a/v)0.8 Pr0.4(3 Pr/pri)0.25*L * t’/a=( C*m冰* t1+熔化热.m冰)/T;(1)上述式(1)中,按经验值,单位时间内温降在t’,取值1.5℃;v一般取值为1.72*10-6,Pr= v/水的导温系数=13.2;pri一般取值为13.8;L一般取值为1.33*10-4;

(3)根据步骤(2)中得到的式(1)控制加冰量m冰、加冰颗粒大小,即边长为a及确定搅拌速度w,以使运输水温在目标时间内降温至目标温度。