猕猴桃大帐气调气流组织的数值模拟及优化

作     者：徐勤超 单程 陈昊义 朱家庭 曾云流 李善军 潘海兵 张文东 XU Qinchao;SHAN Cheng;CHEN Haoyi;ZHU Jiating;ZENG Yunliu;LI Shanjun;PAN Haibing;ZHANG Wendong

作者机构：华中农业大学工学院农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070 华中农业大学园艺林学学院武汉430070 微呼吸(武汉)农业科技有限公司武汉430070 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2024年第40卷第5期

页      面：307-316页

核心收录：

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：丘陵山地果园智能化生产关键技术装备研发与应用(2021BBA091) 

主　　题：数值模拟 响应面法 贮藏 气调性能 大帐气调 

摘      要：为确定合理的猕猴桃大帐气调参数,提高大帐气调贮藏性能,该研究通过模拟猕猴桃在果筐内的自然堆叠状态,建立了单个猕猴桃尺度的大帐气调微环境模型,采用数值模拟方法,分析猕猴桃大帐气调过程中N_(2)纯度、流量、管径、出口高度4个关键参数对降氧时间及气体分布均匀性的影响。基于Box-Behnken原理设计四因素三水平正交仿真试验,利用Design-Expert软件建立响应指标回归模型,对所选取的4个因素进行响应面分析和参数优化。对优化参数组合进行仿真试验,对比优化参数组合条件下响应面回归模型预测值与仿真试验数值模拟值。结果表明:各因素对降氧时间影响由大到小顺序为出气口高度、流量、N_(2)纯度、管径;对不均匀系数影响由大到小顺序为N_(2)纯度、出气口高度、管径、流量。猕猴桃大帐气调的最优气调参数组合为N_(2)纯度96.0%、流量23.0 m^(3)/h、管径50 mm、出气口高度3 126 mm,对应的降氧时间、不均匀系数分别为989 s、6.1%。降氧时间响应面回归模型预测值与仿真值之间的相对误差为3.1%,不均匀系数响应面回归模型预测值与仿真值之间的相对误差为8.4%。研究对于大帐气调装备的研发及性能提升具有重要的理论和实际意义。