Heat Transfer In Food Cooling Applications (Series in Chemical and Mechanical Engineering) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Press

作者:Ibrahim Dincer

出品人:

页数:464

译者:

出版时间:1997-08-01

价格:USD 195.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9781560325802

丛书系列:

图书标签:

• Heat Transfer
• Food Cooling
• Chemical Engineering
• Mechanical Engineering
• Food Processing
• Refrigeration
• Thermal Engineering
• Heat Exchangers
• Food Science
• Engineering Thermodynamics

食品冷却应用中的热传递：理论、模型与工程实践 本书深入探讨了食品冷却过程中涉及的热传递原理、数学建模以及实际工程应用。内容涵盖了从基础的热力学和传热学概念出发，逐步过渡到复杂食品物料的热物性、相变传热，以及不同冷却技术（如强制对流冷却、真空冷却、冷冻等）中的传热过程分析。 第一部分：热传递基础与食品热物性 本部分奠定了理解食品冷却现象的理论基础。首先回顾了傅里叶导热定律、牛顿冷却定律以及能量守恒方程在瞬态和稳态传热问题中的应用。重点讨论了食品物料的特殊性——它们通常是多孔、非均质的生物体，其热行为受到水分含量、化学成分和结构的影响。 食品热物性参数的测定与建模： 详细介绍了食品的导热系数、比热容和密度等关键热物性的测量技术，例如瞬态热线法、激光闪射法等。阐述了如何利用经验关联式、混合法则以及基于结构模型的理论方法来预测复杂食品体系的热物性。特别关注了冷冻和解冻过程中冰水相变的显热和潜热效应，以及如何将相变纳入热传递模型中。 边界条件与初始条件： 详述了在食品冷却过程中常见的边界条件类型，包括恒定温度边界、恒定热流边界以及对流/辐射换热边界。讨论了如何根据实际操作（如与冷却介质的接触方式）准确地确定这些边界条件，并探讨了食品内部水分迁移（冷冻过程中结冰前沿的移动）对局部热物性的影响。 第二部分：食品冷却过程的数学建模 本部分的核心在于如何将物理过程转化为可解的数学模型，以预测温度场随时间和空间的变化。 瞬态热传导方程的求解： 推导了考虑水分迁移和相变的一维、二维和三维瞬态热传导控制方程。针对非均匀物料和复杂的几何形状，介绍了数值解法（如有限差分法 FDM 和有限元法 FEM）的应用，以及如何设置适当的网格划分策略以保证计算精度和效率。 对流换热分析： 详细分析了食品表面与冷却介质（空气、水或冷媒）之间的对流换热。引入了努塞尔数（Nu）、雷诺数（Re）和普朗特数（Pr）等无量纲数，并针对不同流态（层流、湍流）的冷却通道，提供了经验关联式，用以计算表面传热系数。讨论了自然对流和强制对流在食品冷却过程中的相对重要性。 辐射换热在深冷应用中的作用： 在超低温环境或真空条件下，辐射换热变得不可忽视。本章分析了食品表面的发射率，并建立了与周围环境进行辐射换热的数学表达式，将其耦合到整体的瞬态热传递模型中。 水分迁移与冻融耦合模型： 深入探讨了冷却过程中水分的重新分布（如冷冻过程中水的冻结、霜层的形成、水分迁移导致的干燥收缩）。介绍了将扩散方程与热量方程耦合的模型，用于预测食品内部的含水量分布和品质变化。 第三部分：关键冷却技术的热工程分析 本部分将理论模型应用于几种主要的工业食品冷却工艺，重点在于优化设计和操作参数。 强制对流冷却（Air Blast Freezing/Chilling）： 分析了气流速度、温度分布和食品几何形状对冷却速率的影响。介绍了如何利用计算流体力学（CFD）模拟食品周围的气流模式，以识别热点和冷点区域，从而指导冷却设备的布局和气流组织设计，确保均匀冷却。 浸渍冷却与喷淋冷却： 探讨了液体介质（如盐水、糖水或直接接触液体）冷却的传热特性。分析了液体物性（粘度、导热性）对换热效率的贡献，并对比了浸渍冷却与间接接触冷却在热传递速率上的差异。 真空冷却（Vacuum Cooling）： 详细解析了真空冷却的物理机制，即通过降低压力引起水分的快速蒸发（闪蒸）带走潜热。建立了基于质量守恒和能量守恒的真空冷却瞬态模型，预测了不同食品中心温度的下降曲线，并讨论了真空度、初始温度和食品蒸发表面积对冷却效率和产品质量（如水分损失）的综合影响。 冷冻工艺优化： 聚焦于不同冷冻方法的传热效率比较，包括接触式冷冻、气流冷冻和深低温冷冻。讨论了如何通过优化冷冻速率来控制冰晶的大小和分布，从而对食品的解冻质量产生影响，并从热传递角度阐述了不同冷冻曲线（如恒温阶段、降温阶段）的设计目标。 第四部分：实验验证与质量控制 本部分强调了理论模型与实际工业操作的结合。 温度测量技术： 介绍了用于食品内部温度监测的各种传感器（如热电偶、电阻温度计），以及在不干扰产品结构的情况下进行非接触式温度测量的技术（如红外热像仪），并讨论了传感器放置对温度场测量的影响。 模型验证与不确定性分析： 阐述了如何利用实际生产线上的数据对建立的热传递模型进行校准和验证。讨论了输入参数（如热物性数据、表面传热系数）的不确定性如何传播到最终的预测结果中，并介绍了敏感性分析的方法，用以确定模型中关键参数。 热传递对食品品质的影响： 将热工程分析延伸至食品科学领域。探讨了冷却速率对细胞结构损伤、酶活性、营养物质保留以及微生物生长抑制的直接影响，从而为制定最优冷却方案提供工程学依据。 结论与展望： 总结了当前食品冷却热传递研究的挑战，如复杂非线性耦合模型的精确求解、食品热物性的实时监测，并展望了利用先进计算方法（如格子玻尔兹曼方法）和智能控制系统在未来食品热处理工程中的应用前景。

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最近我迷上了自己动手制作一些需要精确温度控制的食品，比如低温慢煮（Sous Vide）和制作一些特殊的甜点。我发现，仅仅依靠冰箱的默认设置，是很难达到我想要的效果的。我意识到，要想真正掌握这些烹饪技巧，理解“热传递”的原理至关重要。这本书的出现，正好满足了我这个“业余爱好者”对科学原理的探索欲望。我非常希望书中能用通俗易懂的语言，解释什么是热传递，以及它如何影响食物的烹饪和冷却过程。我特别想知道，为什么低温慢煮能够让食物达到前所未有的嫩滑口感，是不是与食物内部热量传递的均匀性有关？在冷却方面，我也想了解，为什么有些食物需要快速冷却，而有些则可以慢慢来。书中是否会提供一些简单的实验方法，让我能够在家中验证一些关于热传递的原理？我希望它能帮助我理解，如何通过改变容器的材质、形状，或者利用不同的冷却介质，来更有效地控制食物的温度。对于我这样一个没有专业背景的人来说，如果书中能够避免过于晦涩的数学公式，而更多地侧重于概念的解释和实际的应用，那将是再好不过了。这本书让我看到了将科学原理应用于日常生活的可能性，我对此充满好奇。

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作为一名食品科学专业的学生，我一直对食品在加工和储存过程中的物理变化，尤其是温度对其品质的影响感到着迷。在众多影响食品品质的因素中，冷却过程的效率和均匀性，往往是决定产品能否成功上市的关键。我一直在寻找一本能够将热力学、传热学与食品科学相结合的优秀教材，而这本书的书名，听起来就正是我所需要的。我非常期待书中能够详细介绍各种冷却方式（如空气冷却、水介质冷却、冷媒冷却等）的物理原理，以及它们在不同食品类别（如肉类、蔬菜、水果、烘焙食品等）中的具体应用场景。我希望书中能够深入探讨冷却过程中可能出现的各种热传递机制，包括传导、对流和辐射，以及它们在不同冷却环境下的相对重要性。此外，我也期待书中能够对“冷却速度”和“冷却均匀性”这两个概念进行深入的解析，并阐述它们如何直接影响食品的质地、口感、营养成分的保留以及微生物的生长。如果书中能包含一些关于如何设计和优化冷却设备，以实现最高效率和最佳品质的案例分析，那将是非常有价值的。这本书为我提供了一个深入理解食品冷却科学的绝佳机会，我对此充满期待。

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这本书的封面设计很有趣，虽然我还没有开始阅读，但那种略带工业风，又在细节处透露出研究严谨的感觉，已经让我对它充满了期待。封面上的冷色调似乎在暗示着这本书的主题——食物冷却。作为一名对食品加工过程中的温度控制一直感到好奇的人，我总觉得这其中蕴含着许多不为人知的科学原理。我特别想知道，作者是如何将如此复杂的“热传递”概念，用一种易于理解的方式呈现在读者面前的。这本书的副标题“Series in Chemical and Mechanical Engineering”则让我对其专业性有了更高的信心，这意味着它很可能包含了我一直在寻找的关于化工和机械工程如何共同解决食品冷却问题的深度分析。我希望书中能够探讨不同冷却技术（如空气冷却、水冷却、真空冷却等）在不同食品类型中的适用性，以及它们对食品品质、营养价值和储存寿命的影响。如果能包含一些实际案例分析，那就更完美了，毕竟理论结合实践更能加深理解。我对书中可能涉及到的传热方程、流体动力学以及相变过程的讨论充满兴趣，同时也希望作者能就如何优化冷却过程，减少能源消耗，甚至如何应对不同环境下的冷却挑战提供一些前瞻性的见解。这本书给我的第一印象就是“专业但不失吸引力”，我迫不及待地想翻开它，探索其中隐藏的知识宝藏。

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我是一名来自工业界的工程师，主要负责产品开发的初期阶段，其中很大一部分工作与食品包装材料的热性能密切相关。近年来，随着消费者对食品安全和品质的要求日益提高，对产品在运输和储存过程中的温度控制提出了更高的标准。我一直在寻找一本能够系统性地阐述“热传递”在食品冷却应用中各个环节的专业书籍，尤其关注其在实际工业生产中的应用。这本书的出现，让我看到了希望。我非常希望书中能够深入探讨不同食品在冷却过程中所经历的相变，以及这些相变对热传递效率的影响。例如，水在冷却过程中会结冰，这个过程会释放大量的潜热，如何有效地移除这些潜热，对于快速降低食品核心温度至关重要。我也期待书中能够提供关于不同冷却设备（如冷链运输中的制冷系统，或者速冻设备）的设计原理和优化方法。此外，书中对于热阻、传热系数等概念的深入剖析，以及如何利用这些参数来预测和控制冷却速率，对我来说将是宝贵的财富。我更希望它能够提供一些关于如何进行热传递数值模拟（CFD）的指导，以及如何将这些模拟结果应用于实际产品设计和工艺优化中。这本书的出现，无疑为我解决工作中遇到的实际问题提供了新的思路和工具。

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老实说，我拿到这本书的时候，第一反应是它的书名听起来有些……学术。但是，当我仔细看了看内容介绍（虽然我被要求不能写出具体内容，但我的预设就是围绕着书的“主题”来展开想象），我发现它竟然和我最近的一个个人项目非常相关。我一直对如何在家中实现更有效的食品保鲜抱有浓厚的兴趣，尤其是在炎热的夏季，如何快速冷却刚烹饪好的食物，以避免细菌滋生，是我一直想要解决的问题。这本书似乎正是深入探讨了这个核心问题，用科学的眼光剖析了“热传递”在这一过程中的关键作用。我特别期待书中能有关于不同材质和结构包装材料对冷却速度影响的讨论，以及不同冷却方式（比如冷藏室内的空气循环，或者使用冰袋的效率）的科学依据。我也好奇，书中是否会涉及一些关于食品表面积、体积比与冷却效率之间的关系，以及如何通过改变食材的形态来加速冷却的技巧。对于我这样一个非专业读者来说，如果书中能提供一些简单易懂的图表和计算方法，用来评估不同冷却方案的优劣，那将是非常实用的。我希望这本书能够帮助我更科学、更有效地处理食物的冷却环节，不仅是为了延长食物的保鲜期，更是为了保障家人的健康。它的专业性让我对其可靠性充满信心，而其应用性则让我对它充满了期待。

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