實驗 | 為了研究蓄冷劑擺放位置對保溫效果的影響,我們做了這麼一個實驗……

2021-03-01 冷鏈包裝

因為現代物流的發展和人們購物方式的改變,多品種多溫區、多時(間)段,多規格、可量身定製、抗摔耐造的保溫箱一度成為冷鏈運輸鏈上的"當紅辣子雞"。

越來越受歡迎的同時,卻鮮少人關注到保溫箱內部的蓄冷劑擺放位置卻沒有統一的規範。

那麼問題來了,


蓄冷劑擺放位置的不同

會不會對保溫效果造成影響呢?

如果會,那麼這個影響有多大?

如何描述這個影響?

在很久之前我們仿真模擬板塊曾經有過這樣一個實驗

仿真模擬實驗 | 如何優雅地實現蓄冷劑保溫效果最大化?

但是這只是利用軟體做出來的效果,有小夥伴曾經留言給我們說希望看到真實實驗的效果。


於是,本著追求極致專業的態度,我們做了這麼一個實驗:

以一款市面上的保溫箱為研究對象,通過實驗分析針對蓄冷劑的擺放位置對保溫箱的保溫效果進行研究。

考慮到內裝物的可利用體積,如下圖所示,採用以下4種蓄冷劑的擺放位置,進行對應的保溫實驗。8塊蓄冷劑使用5℃的,內裝物用礦泉水替代,實驗在恆溫恆溼箱中進行,外界溫度設置為恆定的30℃,用溫度記錄儀記錄測試點的溫度。

下圖為箱體中心點的溫度變化曲線。圖中可以看到使用蓄冷劑不同擺放位置時,測點的起始溫度完全不同(頂擺5℃、側擺5.8℃、邊緣擺7.1℃、雙面擺5.5℃),這是由於蓄冷劑放置在不同的位置導致蓄冷劑釋放的冷量對同一個點的冷藏效果完全不同,勢必導致同一個位置的測點無法達到相同的溫度。

然而,在四種蓄冷劑擺放方式情況下,蓄冷劑相變結束時刻大致同一,這是因為蓄冷劑的使用量一定,在相同時間釋放的冷量大致相同,故依據能量守恆定律,蓄冷劑材料相變階段從固態變成液態所需時間是一樣的。

考慮到溫度曲線一直在上升,由於相變階段的溫度波動極小,決定將測點的相變階段的平均溫度視為該測點的溫度。下圖為內容物中各個測點的位置,以及各測點的溫度,很明顯,頂擺情況下,溫度最低,均勻性也最高。

蓄冷劑擺放位置對保溫時間影響較小,對溫度場影響較大。

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