دانشنامه جامع کمپرس یخ48
فصل ۴۸
دانشنامه جامع کمپرس یخ و ژلپک
روش طراحی ژلپک برای حملونقل طولانیمدت؛ محاسبه بار حرارتی جعبه، انتخاب تعداد ژلپک، ضخامت عایق، چیدمان بستهها، دمای محیط و طراحی سیستم سرمایش برای ۱۲، ۲۴ و ۴۸ ساعت
48-1 ـ مقدمه
در حملونقل طولانیمدت، مسئله اصلی فقط ساخت یک ژلپک سرد نیست؛ بلکه باید یک سیستم سرمایشی کامل طراحی شود.
این سیستم معمولاً از پنج بخش تشکیل میشود:
1. محصول یا بار داخل جعبه؛
2. ژلپک یا ماده سردکننده؛
3. جعبه؛
4. عایق حرارتی؛
5. محیط حملونقل.
اگر هر یک از این اجزا درست انتخاب نشود، حتی ژلپک با ظرفیت سرمایشی بالا نیز ممکن است نتواند دمای موردنظر را برای مدت طولانی حفظ کند.
در این فصل روش طراحی برای بازههای ۱۲، ۲۴ و ۴۸ ساعت بررسی میشود.
—
48-2 ـ تفاوت حمل کوتاهمدت و طولانیمدت
در حمل کوتاهمدت ممکن است یک ژلپک ساده برای کاهش دما کافی باشد.
اما در حمل طولانیمدت، عوامل زیر اهمیت بیشتری پیدا میکنند:
– ورود مداوم گرما؛
– تغییر دمای محیط؛
– باز شدن احتمالی جعبه؛
– تابش خورشید؛
– جریان هوا؛
– عایقکاری؛
– تغییر وضعیت ژلپک در طول زمان.
بنابراین برای ۲۴ یا ۴۸ ساعت نمیتوان صرفاً وزن ژلپک مورد استفاده در حمل ۶ ساعته را چند برابر کرد و انتظار نتیجه متناسب داشت.
—
48-3 ـ تعیین دمای هدف
اولین سؤال طراحی این است:
قرار است دمای محصول در چه محدودهای باقی بماند؟
مثلاً ممکن است هدف:
– کمتر از 10°C؛
– کمتر از 8°C؛
– کمتر از 5°C؛
– یا محدوده دیگری باشد.
بدون تعیین دمای هدف، عبارت «حفظ سرما برای ۲۴ ساعت» از نظر فنی ناقص است.
—
48-4 ـ دمای شروع محصول
دمای اولیه محصول بسیار مهم است.
فرض کنید دو جعبه یکسان باشند:
جعبه A: محصول از قبل سرد شده است.
جعبه B: محصول در دمای محیط وارد جعبه میشود.
در جعبه B، بخش قابل توجهی از ظرفیت ژلپک برای پایین آوردن دمای محصول مصرف میشود.
بنابراین برای حمل طولانی، پیشسرد کردن بار در صورت امکان اهمیت زیادی دارد.
—
48-5 ـ محاسبه بار حرارتی محصول
رابطه ساده برای گرمای محسوس:
[
Q=mC_p\Delta T
]
مثلاً اگر 10 کیلوگرم محصول با ظرفیت گرمایی تقریبی 3.5 kJ/kg.K بخواهد از 20°C به 5°C برسد:
[
Q=10\times3.5\times15
]
[
Q=525,kJ
]
این مقدار انرژی باید در طراحی سیستم سرمایشی در نظر گرفته شود.
—
48-6 ـ بار حرارتی خود جعبه
علاوه بر محصول، خود جعبه نیز در فرآیند انتقال حرارت نقش دارد.
اگر جعبه و اجزای داخلی در ابتدا گرم باشند، بخشی از انرژی سرمایشی صرف سرد کردن آنها میشود.
بنابراین در طراحی دقیقتر باید موارد زیر نیز بررسی شوند:
– جرم دیواره؛
– جنس دیواره؛
– جنس عایق؛
– جداکنندهها؛
– سینیها؛
– بستهبندی داخلی.
—
48-7 ـ گرمای ورودی از محیط
پس از بستهبندی، محیط بهتدریج گرما وارد سیستم میکند.
در یک مدل ساده:
[
Q_{env}=\dot Q\times t
]
که در آن:
– Qenv = گرمای واردشده؛
– Q̇ = نرخ ورود گرما؛
– t = مدت حمل.
این رابطه اهمیت زمان را نشان میدهد.
اگر نرخ ورود گرما ثابت باشد، دو برابر شدن زمان حمل تقریباً دو برابر انرژی حرارتی واردشده را ایجاد میکند.
—
48-8 ـ مقاومت حرارتی عایق
برای یک لایه عایق ساده:
[
R=\frac{L}{kA}
]
هرچه ضخامت عایق بیشتر باشد، معمولاً مقاومت حرارتی افزایش مییابد.
همچنین مادهای با هدایت حرارتی کمتر میتواند مقاومت بیشتری ایجاد کند.
اما در جعبه واقعی انتقال حرارت فقط از یک مسیر ساده عبور نمیکند و درزها و پلهای حرارتی نیز اهمیت دارند.
—
48-9 ـ چرا ضخامت عایق اهمیت زیادی دارد؟
فرض کنید یک جعبه با عایق بسیار نازک دارای 2 کیلوگرم ژلپک باشد.
اگر گرمای زیادی از دیواره وارد شود، افزایش مقدار ژلپک ممکن است فقط بخشی از مشکل را جبران کند.
در مقابل، افزایش مقاومت حرارتی جعبه میتواند نرخ ورود گرما را کاهش دهد.
بنابراین در طراحی اقتصادی باید بین:
افزایش ظرفیت سرمایشی
و
کاهش بار حرارتی
تعادل برقرار شود.
—
48-10 ـ طراحی برای ۱۲ ساعت
برای حمل ۱۲ ساعته، یک مسیر ساده طراحی این است:
1. تعیین دمای اولیه؛
2. تعیین دمای هدف؛
3. تعیین جرم محصول؛
4. محاسبه بار حرارتی محصول؛
5. تخمین گرمای ورودی از جعبه؛
6. تعیین ظرفیت سرمایشی لازم؛
7. انتخاب تعداد ژلپک؛
8. آزمون واقعی ۱۲ ساعته.
در این مرحله هنوز نباید بر اساس محاسبه تئوری، عملکرد نهایی را قطعی دانست.
—
48-11 ـ طراحی برای ۲۴ ساعت
در حمل ۲۴ ساعته، زمان دو برابر ۱۲ ساعت است، اما لزوماً مقدار ژلپک نباید دقیقاً دو برابر شود.
زیرا:
– دمای محصول تغییر میکند؛
– اختلاف دمای محیط و جعبه تغییر میکند؛
– ژلپک در طول زمان گرمتر میشود؛
– نرخ انتقال حرارت ثابت نمیماند.
بنابراین آزمون ۲۴ ساعته باید مستقل انجام شود.
—
48-12 ـ طراحی برای ۴۸ ساعت
برای ۴۸ ساعت، مسئله پیچیدهتر میشود.
در این مدت:
– شرایط محیط ممکن است تغییر کند؛
– ژلپک احتمالاً بخش عمده سرمای اولیه خود را از دست میدهد؛
– اختلاف دما کاهش مییابد؛
– رفتار عایق و پلهای حرارتی اهمیت بیشتری پیدا میکنند.
در چنین طراحیهایی معمولاً باید سیستم کامل آزمایش شود.
—
48-13 ـ انتخاب جرم ژلپک
جرم ژلپک یکی از سادهترین متغیرهای قابل کنترل است.
اگر جرم آب موجود در سیستم افزایش یابد، ظرفیت گرمایی بالقوه افزایش پیدا میکند.
اما افزایش جرم:
– وزن حمل را زیاد میکند؛
– هزینه حمل را افزایش میدهد؛
– فضای داخلی را اشغال میکند؛
– ممکن است به بسته فشار وارد کند.
بنابراین هدف، بیشترین جرم ممکن نیست؛ بلکه جرم بهینه است.
—
48-14 ـ محاسبه اولیه تعداد ژلپک
اگر ظرفیت سرمایشی مفید هر ژلپک برابر Qpack باشد و بار حرارتی کل Qtotal باشد:
[
N\geq\frac{Q_{total}}{Q_{pack}}
]
سپس ضریب اطمینان نیز باید لحاظ شود.
مثلاً اگر بار حرارتی محاسبهشده 2000 kJ و ظرفیت مفید هر بسته 500 kJ باشد:
[
N\geq4
]
این فقط یک محاسبه اولیه است و تعداد نهایی باید با آزمایش واقعی تعیین شود.
—
48-15 ـ ظرفیت تئوری و ظرفیت واقعی
ظرفیت تئوری ژلپک ممکن است از محاسبات گرمایی به دست آید.
اما ظرفیت واقعی میتواند کمتر باشد، زیرا:
– همه آب الزاماً همزمان منجمد نمیشود؛
– انتقال حرارت داخلی محدود است؛
– جعبه بهطور یکنواخت سرد نمیشود؛
– بخشی از انرژی صرف سرد کردن خود بستهبندی میشود.
پس باید بین ظرفیت محاسباتی و ظرفیت مؤثر در کاربرد واقعی تفاوت قائل شد.
—
48-16 ـ نقش آب در ژلپک پلیآکریلاتی
در فرمول آب + پلیآکریلات سدیم، آب منبع اصلی ظرفیت حرارتی است.
پلیآکریلات باعث میشود آب در ساختار ژل نگه داشته شود.
بنابراین برای طراحی طولانیمدت باید بررسی شود:
– چه مقدار آب وجود دارد؛
– چه مقدار آب جذب شده است؛
– چه مقدار آب آزاد است؛
– چه مقدار از آب در دمای کاری یخ میزند.
—
48-17 ـ آب آزاد زیاد
آب آزاد میتواند رفتار بسته را تغییر دهد.
ممکن است:
– جابهجا شود؛
– در یک قسمت جمع شود؛
– در انجماد شکل متفاوتی ایجاد کند؛
– در ذوب سریعتر حرکت کند.
بنابراین فرمولی که فقط از نظر مقدار آب بررسی شده ولی آب آزاد آن اندازهگیری نشده، هنوز بهینه نشده است.
—
48-18 ـ نقش پلیآکریلات در حمل طولانی
پلیآکریلات سدیم میتواند آب را در ساختار ژل نگه دارد و شکلپذیری محصول را افزایش دهد.
اما افزایش پلیمر بدون بررسی نسبت آب به پلیمر میتواند باعث:
– افزایش ویسکوزیته؛
– افزایش هزینه؛
– کاهش سهولت تولید؛
– تغییر رفتار انجماد
شود.
هدف مناسب، تعیین مقدار لازم پلیمر برای پایداری و عملکرد مطلوب است.
جهت پیام به گردآورنده: ۰۹۳۸۸۴۰۶۷۱۶
—
48-19 ـ انتخاب ضخامت ژلپک برای حمل طولانی
برای حمل طولانی معمولاً باید دو موضوع همزمان بررسی شوند:
الف ـ سرعت انجماد
ب ـ سرعت گرمشدن
بسته بسیار ضخیم ممکن است دیرتر منجمد شود.
بسته بسیار نازک ممکن است سریعتر گرما بگیرد.
بنابراین ضخامت باید با آزمون تعیین شود.
—
48-20 ـ بسته تخت یا ضخیم؟
ویژگی| بسته تخت| بسته ضخیم
سرعت انجماد| معمولاً بیشتر| معمولاً کمتر
سطح تماس| زیاد| کمتر
ظرفیت در هر بسته| وابسته به ابعاد| میتواند زیاد باشد
انعطاف چیدمان| زیاد| کمتر
انتقال گرما از سطح| بیشتر| کمتر در برخی شرایط
مناسب برای| چیدمان چندلایه| ظرفیت بالاتر در حجم محدود
هیچیک ذاتاً برای همه کاربردها مناسب نیستند.
—
48-21 ـ تعداد زیاد بسته کوچک
استفاده از چند ژلپک کوچک میتواند دما را بهتر در جعبه توزیع کند.
مثلاً به جای یک بسته 4 کیلوگرمی میتوان چهار بسته 1 کیلوگرمی را آزمایش کرد.
مزایا:
– امکان توزیع در بالا و اطراف بار؛
– کاهش ضخامت هر بسته؛
– انجماد آسانتر؛
– امکان تغییر تعداد بستهها.
معایب:
– فیلم بیشتر؛
– دوخت بیشتر؛
– نیروی کار بیشتر؛
– تعداد قطعات بیشتر.
—
48-22 ـ چیدمان در بالای محصول
قرار دادن ژلپک در قسمت بالایی میتواند در برخی جعبهها مفید باشد؛ زیرا سقف جعبه یکی از مسیرهای ورود گرما است.
اما اگر هدف یکنواختی دما باشد، فقط قرار دادن بستهها در بالا ممکن است کافی نباشد.
بهتر است چند چیدمان آزمایش شود.
—
48-23 ـ چیدمان در کف
کف جعبه در تماس با سطوح خارجی میتواند مسیر انتقال حرارت باشد.
در برخی کاربردها قرار دادن ژلپک در کف میتواند مفید باشد.
اما باید فشار وزن محصول، احتمال آسیب فیلم و احتمال تماس با آب حاصل از ذوب بررسی شود.
—
48-24 ـ چیدمان اطراف محصول
در جعبههای بزرگ، بستههای جانبی میتوانند نقاط گرم کناری را کاهش دهند.
یک الگوی قابل آزمایش:
– یک یا دو بسته در بالا؛
– یک بسته در پایین؛
– بستههای باریک در دو طرف.
این چیدمان باید با سنسورهای مختلف آزمایش شود.
—
48-25 ـ نقشه دمایی جعبه
برای طراحی حرفهای، حداقل چند سنسور در نقاط مختلف قرار دهید:
– مرکز محصول؛
– گوشه بالا؛
– گوشه پایین؛
– نزدیک دیواره؛
– مرکز جعبه.
این کار نشان میدهد کدام قسمت زودتر گرم میشود.
—
48-26 ـ نقاط گرم
اگر مرکز جعبه سرد باشد ولی یکی از گوشهها سریع گرم شود، میانگین دما ممکن است مشکل را پنهان کند.
بنابراین در حمل حساس، حداکثر دمای ثبتشده میتواند به اندازه میانگین اهمیت داشته باشد.
مثلاً:
نقطه| دمای پایان
مرکز| 4°C
بالا| 6°C
کنار| 8°C
گوشه| 10°C
در چنین حالتی میانگین بهتنهایی اطلاعات کافی نمیدهد.
—
48-27 ـ اثر باز شدن جعبه
اگر جعبه در طول حمل چند بار باز شود، هوای گرم وارد آن میشود.
برای حمل واقعی باید مشخص شود:
– جعبه چند بار باز میشود؛
– هر بار چه مدت باز میماند؛
– دمای محیط چقدر است.
آزمون در جعبه کاملاً بسته، عملکرد شرایط بازشدن مکرر را نشان نمیدهد.
—
48-28 ـ آزمون ۱۲ ساعته
برای آزمون اولیه:
T0: ثبت دمای اولیه
T1 تا T12: ثبت دما در طول ۱۲ ساعت
در پایان باید موارد زیر گزارش شود:
– کمترین دما؛
– بیشترین دما؛
– میانگین؛
– دمای مرکز محصول؛
– دمای نقاط بحرانی؛
– وضعیت ژلپک.
—
48-29 ـ آزمون ۲۴ ساعته
آزمون ۲۴ ساعته باید شرایط آزمون ۱۲ ساعته را حفظ کند تا مقایسه معتبر باشد.
بهتر است حداقل این اطلاعات ثبت شود:
– دمای محیط؛
– دمای شروع؛
– جرم بار؛
– تعداد بسته؛
– جرم هر بسته؛
– ابعاد جعبه؛
– ضخامت عایق؛
– زمان شروع و پایان.
—
48-30 ـ آزمون ۴۸ ساعته
در آزمون ۴۸ ساعته، ثبت داده در فواصل طولانی کافی نیست.
بهتر است در ساعات ابتدایی ثبت دما با فاصله کمتر انجام شود؛ زیرا تغییرات اولیه سریعتر است.
پس از پایدار شدن شرایط، میتوان فاصله ثبت را افزایش داد.
—
48-31 ـ انتخاب سنسور
سنسور باید:
– محدوده دمایی مناسب داشته باشد؛
– پاسخ زمانی قابل قبول داشته باشد؛
– در محل ثابت قرار گیرد؛
– قبل از آزمایش کنترل یا کالیبره شود.
مهمتر از نوع گرانقیمت سنسور، ثبات روش اندازهگیری است.
—
48-32 ـ کنترل دمای فریزر
برای اینکه ژلپک در هر آزمون شرایط یکسانی داشته باشد، دمای فریزر باید ثبت شود.
دو بسته با برچسب «منجمد» ممکن است در واقع شرایط یکسانی نداشته باشند.
بنابراین بهتر است:
– دمای فریزر؛
– مدت ماندن؛
– دمای مرکز بسته
ثبت شود.
—
48-33 ـ زمان پیشانجماد
اگر بستهها در فریزر قرار میگیرند، زمان کافی برای رسیدن مرکز آنها به دمای موردنظر ضروری است.
یک بسته ضخیم ممکن است سطح آن کاملاً یخزده باشد، در حالی که مرکز هنوز سرد ولی کاملاً منجمد نشده است.
بنابراین مشاهده ظاهری برای تعیین انجماد کامل کافی نیست.
—
48-34 ـ ظرفیت سرمایشی در برابر سرعت انجماد
این دو ویژگی را نباید یکی دانست.
ممکن است:
نمونه A: سریع منجمد شود ولی ظرفیت کل کمتری داشته باشد.
نمونه B: دیرتر منجمد شود ولی پس از انجماد انرژی سرمایشی بیشتری داشته باشد.
در طراحی تجاری باید مشخص شود اولویت با کدام ویژگی است.
—
48-35 ـ طراحی مخصوص ۱۲ ساعت
برای ۱۲ ساعت میتوان یک سیستم سبکتر طراحی کرد.
تمرکز اصلی:
– وزن پایین؛
– سرعت انجماد مناسب؛
– عایق متوسط یا مناسب؛
– تعداد بسته محدود.
پس از آزمون، مشخص میشود آیا نیاز به افزایش ظرفیت وجود دارد یا خیر.
—
48-36 ـ طراحی مخصوص ۲۴ ساعت
برای ۲۴ ساعت، معمولاً باید هم ظرفیت ژل و هم عایق جدیتر بررسی شوند.
راهکارهای قابل آزمایش:
– افزایش جرم ژل؛
– افزایش مقاومت حرارتی جعبه؛
– استفاده از چند بسته؛
– اصلاح درپوش؛
– کاهش فضای خالی؛
– پیشسرد کردن محصول.
—
48-37 ـ طراحی مخصوص ۴۸ ساعت
برای ۴۸ ساعت، ممکن است ترکیب چند عامل لازم باشد:
ژلپک + عایق بهتر + چیدمان مناسب + بار پیشسردشده
در چنین حالتی صرفاً افزایش مقدار پلیآکریلات معمولاً پاسخ کاملی به مسئله نمیدهد.
—
48-38 ـ مثال مقایسهای
فرض کنید سه سیستم طراحی شده است:
سیستم| ژلپک| عایق| هدف
A| 1 kg| معمولی| 12 ساعت
B| 2 kg| بهتر| 24 ساعت
C| 4 kg| بسیار بهتر| 48 ساعت
این اعداد صرفاً نمونه طراحی هستند و نباید بهعنوان مشخصات قطعی محصول تلقی شوند.
هر سیستم باید در شرایط واقعی آزمون شود.
—
48-39 ـ اهمیت وزن حمل
در حملونقل تجاری، هر کیلوگرم وزن اضافی میتواند هزینه ایجاد کند.
بنابراین هدف واقعی:
حداکثر سرما با حداقل وزن و هزینه
است.
گاهی افزایش 1 کیلوگرم ژلپک ارزانتر از افزایش عایق است و گاهی برعکس.
این موضوع باید با محاسبه هزینه کل بررسی شود.
—
48-40 ـ محاسبه ساده هزینه سرمایش
میتوان شاخصی مانند زیر تعریف کرد:
[
C_q=\frac{Cost}{Q_{useful}}
]
یعنی هزینه به ازای هر واحد ظرفیت سرمایشی مفید.
اما در حمل واقعی بهتر است شاخص دیگری نیز بررسی شود:
[
C_t=\frac{Cost}{Cooling\ Duration}
]
این شاخص برای مقایسه اقتصادی طراحیهای مختلف مفید است.
جهت پیام به گردآورنده: ۰۹۳۸۸۴۰۶۷۱۶
—
48-41 ـ تأثیر ابعاد جعبه
با افزایش حجم جعبه، نسبت سطح به حجم تغییر میکند.
جعبه بزرگ ممکن است فضای بیشتری برای محصول داشته باشد، اما مقدار سطحی که از طریق آن گرما وارد میشود نیز افزایش مییابد.
بنابراین افزایش حجم جعبه بدون بازطراحی عایق و سیستم سرمایش میتواند نتیجه نامطلوب داشته باشد.
—
48-42 ـ انتخاب جعبه کوچک یا بزرگ
اگر مقدار محصول ثابت باشد، استفاده از جعبهای با حجم غیرضروری زیاد میتواند فضای خالی و بار حرارتی بیشتری ایجاد کند.
اما جعبه بیش از حد کوچک نیز ممکن است:
– چیدمان ژلپک را دشوار کند؛
– به محصول فشار وارد کند؛
– عایق داخلی کافی نداشته باشد.
هدف، انتخاب حجم مناسب است.
—
48-43 ـ نقش رطوبت و آب حاصل از ذوب
پس از ذوب ژلپک یا یخ، باید بررسی شود که آیا آب حاصل میتواند به محصول یا جعبه آسیب برساند.
در کاربردهای عمومی نیز بهتر است ژلپک داخل یک لایه ثانویه محافظ قرار گیرد.
این مسئله بهویژه برای محصولات حساس به رطوبت اهمیت دارد.
—
48-44 ـ استحکام بسته در حمل طولانی
در حمل طولانی، بسته ممکن است:
– تحت فشار بار قرار گیرد؛
– جابهجا شود؛
– سقوط کند؛
– چندین بار دچار ضربه شود.
بنابراین آزمایش حرارتی بدون آزمون مکانیکی کافی نیست.
—
48-45 ـ آزمون ترکیبی مکانیکی و حرارتی
یک روش مناسب:
1. آمادهسازی ژلپک؛
2. انجماد؛
3. اعمال آزمون سقوط یا فشار؛
4. بررسی نشتی؛
5. قرار دادن در جعبه؛
6. انجام آزمون حرارتی.
این آزمایش به شرایط واقعی نزدیکتر است.
—
48-46 ـ تعیین نقطه شکست عملکرد
فرض کنید هدف این باشد که دمای مرکز محصول زیر 8°C باقی بماند.
آزمایش باید مشخص کند در چه زمانی دما از 8°C عبور میکند.
مثلاً:
زمان| دمای مرکز
0 ساعت| 3°C
8 ساعت| 4°C
16 ساعت| 5°C
24 ساعت| 7°C
28 ساعت| 8.5°C
در این مثال، زمان عبور از معیار 8°C بین 24 و 28 ساعت قرار دارد.
—
48-47 ـ قفل کردن مشخصات طراحی
پس از چند آزمایش موفق، مشخصات باید ثبت شوند:
– جرم ژلپک؛
– ابعاد؛
– ضخامت؛
– نوع فیلم؛
– نسبت آب به پلیمر؛
– وزن پرکنی؛
– دمای انجماد؛
– مدت پیشانجماد؛
– نوع جعبه؛
– ضخامت عایق؛
– چیدمان.
این اطلاعات باید به دستورالعمل تولید تبدیل شوند تا کیفیت بین بچهای مختلف ثابت بماند.
—
48-48 ـ اشتباهات رایج در طراحی حمل طولانی
چند اشتباه رایج عبارتاند از:
اشتباه اول: افزایش فقط مقدار پلیمر.
اشتباه دوم: بیتوجهی به عایق.
اشتباه سوم: اندازهگیری فقط دمای سطح ژلپک.
اشتباه چهارم: استفاده از دمای محیط نامشخص.
اشتباه پنجم: پیشسرد نکردن محصول.
اشتباه ششم: محاسبه ظرفیت تئوری و حذف آزمون واقعی.
اشتباه هفتم: استفاده از یک ژلپک بسیار ضخیم که مرکز آن بهخوبی منجمد نشده است.
—
48-49 ـ پروتکل پیشنهادی توسعه محصول برای ۱۲، ۲۴ و ۴۸ ساعت
برای توسعه یک خانواده محصول میتوان ابتدا یک جعبه مرجع تعریف کرد.
سپس سه آزمون انجام داد:
پروژه A ـ ۱۲ ساعت
یک فرمول و یک چیدمان مشخص.
پروژه B ـ ۲۴ ساعت
همان سیستم با تغییر جرم، عایق یا تعداد بستهها.
پروژه C ـ ۴۸ ساعت
سیستم کاملتر با ظرفیت و عایق بیشتر.
در هر سه پروژه، دمای مرکز بار، دمای محیط و وضعیت ژلپک ثبت شود.
—
48-50 ـ جمعبندی فصل
طراحی ژلپک برای حملونقل ۱۲، ۲۴ یا ۴۸ ساعته، در واقع طراحی یک سیستم مدیریت گرما است.
مهمترین عوامل عبارتاند از:
1. دمای اولیه محصول؛
2. دمای اولیه ژلپک؛
3. جرم آب؛
4. مقدار پلیآکریلات؛
5. مقدار واقعی آب منجمد؛
6. ظرفیت سرمایشی مفید؛
7. ضخامت ژلپک؛
8. سطح تماس؛
9. نوع فیلم؛
10. تعداد ژلپکها؛
11. چیدمان؛
12. حجم جعبه؛
13. ضخامت عایق؛
14. کیفیت درپوش؛
15. پلهای حرارتی؛
16. دمای محیط؛
17. جریان هوا؛
18. زمان حمل؛
19. باز شدن جعبه؛
20. پیشسرد کردن محصول.
فرمول پایه:
[
Q=mC_p\Delta T
]
و در صورت وجود تغییر فاز:
[
Q_{latent}=mL_f
]
میتوانند برای برآورد اولیه استفاده شوند، اما آزمون واقعی جعبه برای تعیین عملکرد نهایی ضروری است.
برای یک محصول اقتصادی نیز نباید صرفاً به دنبال افزایش مقدار ژل بود. ممکن است ترکیب بهینهای از جرم مناسب ژلپک + مقدار حداقل و کافی پلیآکریلات + هندسه مناسب + عایق بهتر + چیدمان صحیح، عملکرد بسیار مناسبتری با وزن و هزینه کمتر ایجاد کند.
در نهایت، محصولی که برای ۱۲ ساعت طراحی شده، الزاماً با دو برابر کردن ژلپک به محصول ۲۴ ساعته تبدیل نمیشود و محصول ۲۴ ساعته نیز الزاماً با دو برابر شدن مواد، ۴۸ ساعت دوام نخواهد داشت. هر بازه زمانی باید با بار حرارتی، دمای محیط و شرایط واقعی حمل طراحی و اعتبارسنجی شود.
جهت پیام به گردآورنده: ۰۹۳۸۸۴۰۶۷۱۶
پیشنهاد موضوع فصل ۴۹
روش طراحی ژلپک برای حفظ دمای ثابت در جعبه؛ بررسی نقاط گرم و سرد، تعداد سنسورها، نقشه دمایی، چیدمان ژلپک، جریان هوا، عایق، کنترل دمای مرکز محصول و روش کاهش نوسانات دما
۰ دیدگاه