Aqui, apresentamos o método de análise de alcance para otimizar os pontos de amostra gerados por um planejamento experimental ortogonal para garantir que os alimentos frescos possam ser armazenados em uma caixa ventilada por um longo tempo, regulando o padrão de fluxo de ar.
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Artigo de método
Estratégias de Projeto e Otimização de uma Caixa Ventilada de Alto Desempenho
Neste artigo
Resumo
Resumo
Este estudo visa resolver os problemas de caos de fluxo de ar e baixo desempenho em uma caixa ventilada causados pela distribuição heterogênea do fluxo de ar através do dimensionamento da estrutura interna da caixa ventilada com consumo constante de energia. O objetivo final é distribuir uniformemente o fluxo de ar dentro da caixa ventilada. A análise de sensibilidade foi realizada para três parâmetros estruturais: o número de tubos, o número de furos no tubo médio e o número de cada incremento do tubo interno para o externo. Um total de 16 conjuntos de arranjos aleatórios de três parâmetros estruturais com quatro níveis foram determinados usando o planejamento experimental ortogonal. Um software comercial foi utilizado para a construção de um modelo 3D para os pontos experimentais selecionados, e esses dados foram utilizados para obter as velocidades do fluxo aéreo, que foram então utilizadas para obter o desvio padrão de cada ponto experimental. De acordo com a análise de amplitude, a combinação dos três parâmetros estruturais foi otimizada. Em outras palavras, estabeleceu-se um método eficiente e econômico de otimização considerando o desempenho da caixa ventilada, podendo ser amplamente utilizado para prolongar o tempo de armazenamento de alimentos in natura.
Introdução
Hortaliças e frutas frescas ocupam alta proporção do consumo alimentar humano, não só por apresentarem bom gosto e forma atrativa, mas também por serem de grande benefício para a obtenção de nutrição e manutenção da saúde1. Muitos estudos têm demonstrado que frutas e hortaliças frescas desempenham um papel único na prevenção de muitas doenças 2,3. No processo de armazenamento de frutas e hortaliças frescas, fungos, luz, temperatura e umidade relativa do ar são as causas importantes para sua deterioração4,5,6,7,8.
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Protocolo
1. Processamento pré-simulação
NOTA: Considerando as matrizes de tubos, a metade inferior tridimensional e a metade superior dos modelos de caixa ventilada são estabelecidas usando software tridimensional e salvando-os como arquivos X_T, as dimensões gerais são mostradas na Figura 1. As configurações são mostradas na tabela de materiais.
- Execute o software de simulação e arraste o componente Mesh de "Sistemas de componentes" para a janela "Esquema do projeto". Nomeie-o "o fundo". Clique com o botão direito do mouse em Geometria e clique em Pro....
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Resultados
Seguindo o protocolo, as três primeiras partes foram as mais importantes, que incluem modelagem, malha e simulação, todas para obter o desvio padrão da vazão. Em seguida, concluímos a otimização da estrutura da caixa ventilada através de experimentos ortogonais e análise de alcance. O modelo utilizado no protocolo é o modelo de caixa de referência-ventilação, que é o modelo inicial obtido a partir da referência. A Figura 4 mostra o resultado do fluxo aerodinâmico do modelo de caixa ventilada.......
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Discussão
Devido ao seu alto desempenho e estrutura complexa, neste estudo, construímos uma caixa ventilada baseada em software de modelagem. O fluxo interno foi analisado por um software de simulação. O software de simulação é conhecido por seus recursos avançados de modelagem física, que incluem modelagem de turbulência, fluxos monofásicos e multifásicos, combustão, modelagem de bateria, interação fluido-estrutura e muito mais. O método de seleção de amostras utilizado neste trabalho é o método de planejamento experimental ortog.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
Esta pesquisa é apoiada pelo Wenzhou Science and Technology Bureau of China (Wenzhou grande projeto de inovação científica e tecnológica sob o Grant No. ZG2020029). A pesquisa é financiada pela Associação de Ciência e Tecnologia de Wenzhou com o Grant No. KJFW09. Esta pesquisa foi apoiada pelo Programa Municipal de Ciência e Pesquisa de Wenzhou (ZN2022001).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Hardware | |||
| GPU | NVIDIA | NVIDIA N/A | Uma GPU NVIDIA é necessária, pois algumas das estruturas de software abaixo não funcionarão de outra forma. https://www.nvidia.com |
| Software | |||
| Ansys-Workbench | ANSYS | N/A | Software de programa de design de computador de método de elementos finitos multiuso.https://www.ansys.com |
| SOLIDWORKS | O Dassault Systèmes | N/A | SolidWorks fornece diferentes soluções de projeto, reduz erros no processo de projeto e melhora a qualidade do produto www.solidworks.com |
| SPSS | IBM | N/A | para operações analíticas estatísticas, mineração de dados, análise preditiva e software de tarefas de suporte à decisão.https://www.ibm.com |
Referências
- Villa-Rodriguez, J. A., et al. Maintaining antioxidant potential of fresh fruits and vegetables after harvest. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 55 (6), 806-822 (2015).
- Mozaffari, H., Lafrenière, J., Conklin, A.
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Reimpressões e permissões
