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添加劑水冷凍技術原理

添加劑水冷凍技術原理

創造薄壁冰晶結構的附加水冷凍技術原理以開發防凍系統為目的,分析結冰參數對保護冰結構厚度和透明度的影響

抽象的:

近5年氣候變化分析和戶外糧食生產生產週期監測表明,早春霜凍的發生是顯著影響產量的現象。霜凍的出現主要導致即將到來的季節的完整作物的損失,甚至該屬的保險也不能覆蓋所有損失。因此,有必要採取積極的保護措施,降低糧食生產風險。一種這樣的保護措施是防霜(雨)保護系統,它基於水異常現象,當水從液態變為固態時釋放能量。這種能量用於將花和幼果的溫度保持在 0 到 2°C 的範圍內。在這種人工林保護過程中,花和果實上會形成冰殼,溫度為 0°C。這種冰通過針效應(理想的絕緣體)保護種植園。現代保護系統應用在受保護的小氣候內產生完全飽和的空氣(100% 相對濕度)的技術,從而在保護過程中顯著節省所需的水量,從而消除蒸發並節省維持薄壁冰晶所需的能源在0℃下的結構技術的進一步進步需要根據當前天氣條件具有可變降雨強度的系統運行的動態模型。這樣做的原因是需要保持冰的晶體結構(透明冰),整夜保持最佳用水量,以確保保護水果免受外部負溫度的影響。可能影響冰晶體結構的參數是溫度、濕度、風和隨水滴大小滴落的水的強度。本研究的主要目標是分析水凍結參數對保護冰結構厚度和透明度的影響。所獲得的結果將為開發防凍系統的高級管理和開發具有可變降雨強度的新型噴頭提供基礎。

 

關鍵詞: 

絕緣體、雨水、水晶冰、潛熱、防凍系統、水

 Qtech Zagreb Snijeg

 

往期作品概覽:

 

雨水灌溉系統在過去 50 年中一直用作防凍系統,但由於它們本身是水和能源的大量消耗者,因此尚未在商業上廣泛應用。普通食品生產商也無法獲得運輸能力和運行系統(泵)所需的電力。傳統防凍系統平均消耗 4 至 8 升/平方米2 水,主要用於保護密集的蘋果和梨園。其原因是在長時間的工作中凍結大量的水會形成一層又厚又重的冰層,從而導致種植園內部的機械損壞。花果有機械損傷,甚至因冰重而開裂樹枝 [1].一項文獻研究沒有發現在人工林小氣候內 100% 相對濕度的雨水系統的分析和影響。技術集成商的口口相傳證實了這種系統在更大面積(50,000 m 以上)上的效率2) 由於產生了單獨的能量小氣候。積分器聲明系統的高效運行,流量從 1 到 2 升 / 米2 水。這些數據為詳細研究提供了基礎,特別是因為薄殼冰晶結構的形成具有比傳統系統更好的溫度特性。冰的導熱係數為 2.2 W/mK,不能歸入良好絕緣體的範疇。儘管如此,處於液態和固態聚集體相之間的過渡點的冰,“濕冰”處於 0°C,因此可以作為傳熱的理想絕緣極限。所描述的保護過程中的傳熱是一方面外部溫度的負面影響急劇下降到薄殼結晶冰結構的外部接觸面,那裡有連續的結冰和新的水露。在理想條件下,結冰的冰在其整個厚度範圍內保持 0°C 的溫度,並保持晶瑩剔透,晶體結構沒有任何不規則性。在冰和水果接觸面上的晶體結構下面是一層濕水膜,可確保水果組織不會凍結。組織的任何凍結都會導致果實變形或質量下降 [2].以前的工作中給出了模擬霜凍發生的計算機模型 [3] 它為進一步開發防凍系統管理模型奠定了良好的基礎。該論文根據種植園的微觀位置和形狀以及氣候變化的影響精確定義了對能源的需求。擴展模型以包括雨水系統形式的主動防凍保護,將是全球糧食生產的重大進步。假設是在最佳結冰條件下,會產生規則的方形晶體結構 [4].這一假設的驗證可以通過 X 射線保護種植園免受霜凍期間的冰結構成像來證明,本文對此進行了解釋。 [5] 並使用顯微鏡 [6],需要考慮這兩種方法,以便能夠對人工林本身受保護的小氣候內的晶體結構進行調查。如果結晶結果可以預期,結冰模型可用於3D打印的加法技術中的水冷凍,這在下面的論文中進行了解釋 [7].不同之處在於 3D 條件使用乾燥的大氣條件來控制結冰結構,而在本研究中模擬了實驗室設置的 100% 相對濕度下的結冰。總之,冰的晶體結構對防凍系統以及其他技術應用具有重大影響。使用從防凍系統的實際條件複製的參數並證明晶體結構的形成的目標水凍結將是重大的科學突破。

 

FPS tornado

 

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