[发明专利]一种鱼类远距离运输急冷至目标温度的控制方法

摘要

本发明公开了一种鱼类远距离运输急冷至目标温度的控制方法，包括建立加冰量的数学模型、确定加冰大小及搅拌速度、根据控制加冰量m冰、加冰颗粒大小，即边长为a及确定搅拌速度w，以使运输水温在目标时间内降温至目标温度。本发明为鱼类远距离运输采用加冰的方式来冷却提供了理论基础，可以粗略估算出需要加多少冰量才能降至目标温度，以及冰块多大、搅拌速度在多少的情况下，才能快递的降至目标温度，实现加冰急冷至目标温度的控制。

主权项

1.一种鱼类远距离运输急冷至目标温度的控制方法，包括如下步骤：（1）建立加冰量的数学模型：设定装箱温度、空气温度共同对运输水温的影响是使水温能够升温△t℃；测定运输水温A1、水重m1，所放养鱼种体温A2、鱼体重m2，A2=A1+0.5~1；设定目标温度为t1，加冰量为m冰，则原有养殖水降温至目标温度所释放的热量Q放=C*m1*（A1+△t‑ t1），而冰溶化成水后并升温至目标温度需要吸收的热量为Q吸=C*m冰* t1+熔化热.m，其中冰的熔化热为3.36*105J/kg；因放养鱼种的体温是受水温控制，且因鱼的新陈代谢，鱼的体温要比周围的水温高0.5‑1.0℃，故放养鱼种在急冷过程中是降温过程，且降温至目标温度所释放的热量为Q鱼=C鱼*m3*（A1+△t+0.5~1‑ t1）；根据能量守恒定律，即Q放+ Q鱼=Q吸，从而求得降至目标温度所加冰量为m冰={[ C水*m水*（A1+△t ‑ t1）]+[ C鱼*m3*（A1+△t +0.5~1‑ t1）]}/ （C冰* t1+3.36*105），获得所加冰量的数学模型，其中根据经验值，△t 取值5‑8；C为水的比热容,取值4200J/(kg.k)；C鱼为鱼的比热容，取值3.70 J/g·℃～3.76 J/g·℃；（2）确定加冰大小及搅拌速度：设冰块永远保持立方体，边长为a，加冰大小的体积为V冰=a³、表面积S冰=6a²，降温所需时间为T，设定单位时间内冰与运输水温的热交换量Q’是一致的，则Q’=( C*m冰* t1+熔化热.m冰)/T；冰相对水流有速度差，假设该速度差主要是搅拌作用所生成，搅拌速度为W，按经验值，单位时间内温降在t’，取值1.5℃，冰块与水的相对速度u=0.028W，则水流对流冰块的相对雷诺数Re=u*a/v=0.028w*a/v，其中v为水的运动粘滞系数；而努塞尔数Nu=K*a/L（其中k为水的放热系数，L为水的导热系数）=0.037Re0.8 Pr0.43（Pr/pri）0.25，其中Pr为水流平均温度时的普朗特数，pri为冰点时的普朗特数，则水的放热系数K=Nu*L/a=0.037Re0.8 Pr0.43（Pr/pri）0.25*L /a，单位时间内水对冰的放热量为Q’放=Q’=k*t’=( C*m冰* t1+熔化热.m冰)/T；即搅拌速度w、冰块大小a与降温时间T的关系式为：0.037(0.028w*a/v)0.8 Pr0.43（Pr/pri）0.25*L * t’/a=( C*m冰* t1+熔化热.m冰)/T；（1）上述式（1）中，按经验值，单位时间内温降在t’，取值1.5℃；v一般取值为1.72*10‑6，Pr= v/水的导温系数=13.2；pri一般取值为13.8；L一般取值为1.33*10‑4；（3）根据步骤（2）中得到的式（1）控制加冰量m冰、加冰颗粒大小，即边长为a及确定搅拌速度w，以使运输水温在目标时间内降温至目标温度。