陆运冷藏集装箱加湿系统结构设计与试验研究

摘要

我国果蔬品种多，产量大，但是果蔬的保鲜运输技术与设施相对落后，导致果蔬采后运输损耗严重。在果蔬运输中对果蔬保鲜品质影响的关键因素是温度和相对湿度，温度和湿度的细微变化都会导致果蔬运输品质的下降，如果在低温的情况下，相对湿度不能保持在良好的状态下就会对果蔬品质产生影响。目前国内对集装箱加湿系统的研究较少，为了开发合适的果蔬保鲜运输设备，本课题基于标准集装箱，采取结构分析、几何建模、试验研究以及生产试制等方法，主要针对20英尺和40英尺标准集装箱两种不同箱体结构分别提出“上出下回，两边出风”式以及“上出下回，中间出风”式加湿系统设计方案，并开展陆运冷藏集装箱加湿系统关键技术研究。主要研究工作及结果如下：
　　1）以标准集装箱为研究对象，分析20英尺和40英尺陆运冷藏集装箱的箱体结构以及箱体内部气流场形式，在此基础上提出相应的加湿系统设计方案；对使用较为广泛的三种加湿器进行对比分析，选出最合适的加湿器，为开发陆运冷藏集装箱加湿系统提供硬件基础。
　　2）根据“上出下回，两边出风”式加湿系统设计方案，搭建集装箱加湿试验平台，并进行加湿特性验证试验。选取风机风速、超声波雾化量、液面距离以及进风口长度作为试验平台的重要影响因素，对箱体内部相对湿度的加湿效率以及加湿均匀性影响显著，通过在不同的风机风速、超声波雾化量、液面距离以及进风口长度参数下进行验证试验，优化加湿试验平台。试验结果表明液面距离、风机风速、超声波雾化量和进风口长度对加湿时间影响较大。当液面距离为20cm，风机电流为0.8A，超声波雾化量为9.6L/h，进风口长度为60cm时，加湿时间为35s，加湿效果最佳，该设计方案适用于20英尺陆运冷藏集装箱。
　　3）根据“上出下回，中间出风”式加湿系统设计方案，搭建集装箱加湿试验平台，并进行加湿特性验证试验。选取进风口风量、超声波雾化量、液面距离以及导向板角度作为试验平台的重要影响因素，对箱体内部相对湿度的加湿效率以及加湿均匀性影响显著，通过在不同的进风口风量、超声波雾化量、液面距离以及导向板角度参数下进行验证试验，优化加湿试验平台。试验结果表明液面距离、进风口风量以及超声波雾化量对加湿效果影响较大，导向板角度对加湿效果影响较小。当液面距离为10cm，进风口风量为0.24m3/s，超声波雾化量为9.6L/h时，加湿时间为54s，加湿效果最佳，该设计方案适用于40英尺陆运冷藏集装箱。
　　4）根据设计方案、前期试验结果、工程设计图纸以及实际生产条件，生产试制20英尺和40英尺陆运冷藏集装箱各1台，完成集装箱加湿系统安装，并试验测试集装箱加湿性能。试验结果表明，40英尺集装箱加湿系统能够在进行液氮充注降氧和制冷调控后的16分钟内将箱体内的相对湿度升至95％，20英尺集装箱则只需12分钟。

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1 前言

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题的主要研究内容

1.4 本章小结

2 结构分析与设计

2.1 序言

2.2 陆运冷藏集装箱加湿器的选择

2.3 本章小结

3“上出下回，两边出风”式加湿系统试验研究

3.1 试验目的

3.2 试验装置及方法

3.3 试验平台设计

3.4 试验结果与分析

3.5 本章小结

4“上出下回，中间出风”式加湿系统试验研究

4.1 试验目的

4.2 试验平台设计

4.3 试验结果与分析

4.4 本章小结

5 陆运冷藏集装箱的生产试制以及测试试验

5.1 20英尺冷藏集装箱的生产试制

5.2 40英尺冷藏集装箱的生产试制

5.3 陆运冷藏集装箱加湿系统的测试试验

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论分析

6.2 讨论

致谢

参考文献

附录A 20英尺陆运冷藏集装箱设计图纸

附录B 40英尺陆运冷藏集装箱设计图纸

附录C 在读硕士期间科研课题及成果