优化中国白菜的商业规模储存 (L. ssp. 皮金尼斯:整合形态分类,呼吸热效应和计算流体动力学,以提高冷却效率

科学领域:

• 农业工程 农业工程
• 食品科学 食品科学 食品科学
• 园艺科学 园艺科学

背景情况:

• 有效的储存设计对于保持中国菜的质量和减少收获后损失至关重要.
• 现有的储存方法往往忽视了白菜形态和代谢热量对冷却效率的影响.
• 了解空气流动力学和温度分布是优化存储环境的关键.

研究的目的:

• 通过整合形态数据,热传递和呼吸热效应来优化中国白菜储存设计.
• 开发和验证用于预测存储内部温度分布的计算模型.
• 评估不同的存储配置,以提高冷却性能和能源效率.

主要方法:

• K-means集群被用于中国白菜的形态分类.
• 使用热传递分析和计算流体动力学 (CFD) 建模,并结合了白菜呼吸.
• 实验数据用于验证传热模型,实现根平均平方误差 (RMSE) 低于0.54°C.
• 模拟了修改后的存储几何,以评估扩展效率,减少计算资源.
• 在模拟条件下评估了三种商业储存设计.

主要成果:

• 鉴定出了三种不同形态的中国白菜群,它们的轮系数高 (0.87).
• 分析揭示了传统储存装置中的热点和空气流失衡.
• 经过验证的传热模型准确地预测了包括呼吸热在内的实验温度.
• 修改几何学的CFD建模减少了38%的融合时间和30%的RAM使用量.
• 与重新定位的空调和批量填充的储存设计相比,与完全包装的设计相比,实现了更快的温度平衡 (17小时15分钟) 和减少了热区.

结论:

• 集成白菜形态,环境因素和呼吸热量对于有效的储存设计至关重要.
• 经过验证的建模方法可以显著提高存储设计和扩展效率.
• 优化的储存配置,如用重新定位的空调进行批量填充,提高冷却性能并保持中国白菜的质量.