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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:鄭百邑
研究生(外文):Pai-Yi Cheng
論文名稱:冷凍貨櫃內考量食品最佳貯運品質之氣流模擬研究
論文名稱(外文):Heat Flow Visualization for Improving Food Quality in a Refrigerated Container During Transit
指導教授:李宗興李宗興引用關係
指導教授(外文):Tzong-Shing Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:冷凍與低溫科技研究所
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:101
中文關鍵詞:冷凍貨櫃熱流可視化氣流模擬食品品質冷凍鏈
外文關鍵詞:refrigerated containerheat flow visualizationCFD simulationfood qualitycold chain
相關次數:
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冷凍運輸在食品冷凍鏈中扮演著極為重要的環節,其主要功能是使食品在運送過程中維持在冷藏或凍藏之低溫環境下。冷凍運輸途徑可分為陸運、海運與空運等形,由於我國地屬海島地形,進出口冷凍食品運輸途徑大都藉由海運,而運輸設備主要是靠冷凍貨櫃。冷凍貨櫃內所載運之冷凍食品品質,主要受到貨櫃外部環境條件、內部食品擺設以及內部氣流場配置等因素之影響。因此,如何使冷凍食品在運輸途中能夠滿足法規對於食品品質與運輸溫度條件要求的相關研究,便成為此類設備研發的重要課題。
本文主要之研究目的是利用數值模擬的方式,首先模擬冷凍貨櫃在標準設計條件下之相關氣流分佈與熱傳行為,作為後續改善之基準依據。再藉由改變冷凍貨櫃運送環境溫度、增加循環風量以及內部出風氣流分佈改善等影響因素,尋求較符合食品衛生法規對於冷凍貨櫃食品品質要求之改善途徑。結果顯示:在T-bar位置處開孔之出風氣流分佈改善措施,除了可保持食品在較低的溫度環境下之外,食品內最大與最小溫度之差值亦最小,食品整體溫度分佈較為均勻。此外,本文研究成果可以作為冷凍貨櫃運輸冷凍食品,在貨櫃運送管理上或設備研發上一重要之參考依據。
The quality and the safety of food are major preoccupation of the consumers and depend mainly on cold-chain respect. The concept of cold-chain essentially means a chain of controlled temperature and humidity conditions, from the moment the produce is harvested and treated to the point where it is displayed on sale. Refrigerated container plays an important role in the cold-chain, especially the long-haul sea transportation. The main refrigeration load of all refrigerated cargo container is heat transmission during transport; this will affect the temperature of the air and food inside the container and therefore reduce the quality of the frozen product, which is precisely what we have to avoid. In order to meet the demands of the consumer for quality of the food during transport, the environment where they are stored should be appropriately and carefully controlled.
The airflow through and around the frozen food in refrigerated container has a significant effect on the environment the produce experiences. For effective design and optimization of the involved processes inside refrigerated container the use of predictive models and CFD simulation for heat and air flow visualization are essential. The objective of this study is to characterize the influence of heat transmission on the heat and airflow inside refrigerated container under various operation environments and design improvement of the equipment. The operation conditions include a sun-exposed and a sunshade environment, while the design improvement are increasing in supply flow rate and improving air distribution by holes configuration on T-bar. The results leads that the way of improving air distribution by holes configuration on T-bar, as comparison with the other improvement ways, have the best uniform temperature distribution and the lowest temperature difference of frozen food inside refrigeration container.
摘要 i
Abstract ii
誌謝 iv
目次 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 前言 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 文獻回顧 5
1.3 研究目的 11
第二章 冷凍貨櫃介紹 13
2.1 海上運輸貨櫃類別 13
2.2.1 冷凍貨櫃之基本構造 15
2.2.2 溝槽式地板 16
2.2.3 送風方式之比較 19
2.3 冷凍貨櫃運輸之熱負荷 21
2.3.1 平板式側邊庫壁 23
2.3.2 波浪式側邊庫壁 23
2.3.3 庫壁的隔熱材質 23
2.4 冷凍貨櫃之冷凍機組 25
2.4.1 冷凍系統 26
2.4.2 送風機 26
2.5 冷凍貨櫃貨品之裝載 27
第三章 理論模式與數值解法 30
3.1 冷凍貨櫃物理模型 30
3.1.1 邊界條件與初始條件 33
3.2 理論模式 34
3.2.1 流場統御方程式 34
3.2.2 紊流流場模式 35
3.3 數值解法 36
3.3.1 對流-擴散方程式之差分形式 37
3.3.2 壓力-速度偶合關係之處理 40
3.4 計算流體力學(CFD)軟體 46
3.4.1 利用CFD軟體執行數值模擬之步驟 46
3.4.2 現有商業用CFD之軟體 47
3.5 邊界條件設定及計算方式選用 47
3.6 數值解法驗證 49
第四章 結果與討論 51
4.1 數值解法驗證結果 51
4.1.1 空間格點獨立測試 51
4.1.2 時間間隔獨立測試 54
4.2 標準設計條件之流塲與溫度塲模擬 57
4.3 冷凍貨櫃遮蔭(改善措施一)之流塲與溫度塲模擬 68
4.4 增加循環風量(改善措施二)之流塲與溫度塲模擬 75
4.5 在T-bar開孔(改善措施三)之流塲與溫度塲模擬 82
4.6 綜合比較 88
第五章 結論與建議 94
5.1 結論 94
5.2 後續研究與建議 95
參考文獻 96
符號說明 100
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2. [30] 謝文德、郭儒家和陳慶順,「CFD於2000儲位級低溫自動化倉儲之應用」,冷凍與空調雜誌,第二期,2002,第118-124頁。
3. [22] 胡石政,「冷凍庫氣流模擬研究」,中國冷凍空調雜誌,第九十四卷,第六期,1994,第95-102頁。
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5. [3] 黃錦城,「冷凍食品之安定性」,食品工業,第三十二卷,第十二期,2000,第20-27頁。
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11. 孫本初,「析論組織精簡之執行策略及其影響」,人事月刊,第19卷,第3期,民國83年9月。
12. 孫本初、葉雅倩,「組織精簡對於留任員工組織行為影響之研究」,人事月刊,第23卷,第2期,民國86年。
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