针对目前集成灶烤箱普遍存在的双层烤不均匀问题,借用CFD仿真工具对现有结构的流场进行分析,并提出了外导流方式的初步优化方案,缩短送风所需的路程及降低流动阻力。基于响应面法对初步方案的位置尺寸L、导流角度θ及导流高度H这三个参数进行试验设计,得到响应面数学模型,进而求解合适的优化参数。结果表明：双层风速标准差σ随热风罩出风口的位置L变化最为敏感,导流角度θ随着位置L增大而对标准差σ更加敏感。当位置L接近135 mm、导流角度79.4°、导流高度3 mm时,标准差有极小值。优化方案的上下层的标准差σ由原始结构的0.389下降至0.250,双层烤面包片及蛋挞的均匀性均有所改善。

为了研究空气炸锅烹饪薯条的性能好坏,同时兼顾消费者的直观视觉感受,科学评价空气炸锅的烹饪性能,以荷兰马铃薯加工工业协会（V.A.V.Ⅰ）开发的色卡（shade chart）为基础,结合CIELab色空间并参考GB/T 7921—2008《均匀色空间和色差公式》标准,对空气炸锅烹饪薯条颜色进行研究。通过上色能力指标建立色卡与色值间的联系,通过颜色均匀度反应整体颜色情况,将感官颜色转化为数值表达。结果显示,大部分空气炸锅烹饪薯条上色能力可达到75%以上,部分空气炸锅烹饪薯条的上色能力可接近90%;空气炸锅烹饪薯条整体颜色均匀度均在90%左右。上色能力与颜色均匀度指标易于消费者理解,同时为空气炸锅烹饪性能研究奠定颜色评价基础,为相关研究领域提供参考。

探究不同烤制模式下肉饼脱脂效果及品质评价。通过对六种不同烤制模式烹饪肉饼的蒸煮损失率、脱脂率及感官评分测定及光学拍照,与竞品比较后筛选出最优烤制模式,采用最优烤制模式与蒸汽辅助烤制以提升脱脂率,研究蒸汽辅助烤制对肉饼营养成分、色差、质构等品质指标的影响规律。结果表明：顶部双圈加热+风扇和环形热风+底部加热烤制模式脱脂率较高,分别为38.97%和38.36%,感官评分为78.75分和80.07分。采用蒸汽辅助烤制时脱脂率最高,达47.33%,蛋白含量最高,达65.78%（干基）,质构及色泽总体效果最优,总体烤制结果最佳。该结果为评估不同烤制模式对肉类制品的影响,对加热效果提出可量化的需求,为烤箱产品加热性能的提升及智能程序的开发提供理论依据。

以热蒸汽为介导的不同氧含量烤对茄子、西兰花、鸡三种食物品质的影响进行了研究。发现随着氧含量的升高,食物中多酚、花青素、叶绿素、维生素C含量逐渐下降,DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼）抗氧化活性下降,食物表面脱水碳化的程度逐渐加深。并且茄子、西兰花的感官评价得分也随着氧含量的上升而逐渐下降。在氧含量0%条件下,烤茄子和西兰花的外观、抗氧化活性物质、抗氧化活性、感官等方面均最佳。而随着氧含量的升高,热蒸汽的减少,烤鸡的硬度逐渐升高,0%氧含量时最低,脱油率也逐渐升高,油脂的过氧化值逐渐下降。但烤鸡的a值、色泽得分、感官评价总分等指标则随着氧气含量的升高先上升后下降。在5%氧含量时烤鸡的外观、感官得分最高,但氧含量0%时单位脱油率最高、过氧化值最低。

采用合适的烹饪方式和控制条件可以有效保留食品中的营养物质。传统烹饪方式中,蒸制表现出对食品营养成分保留更显著的优势。在现代加热技术中,射频加热通过高频电磁波大幅减少食品暴露在高温中的时间,降低了热敏感性维生素的损失并有效抑制美拉德反应;蒸汽加热则有效保持了食物的色泽、口感和维生素等营养成分。此外,热空气加热、辐射加热、微波加热等其他烹饪技术与组合方式,已被逐渐开发并应用于食品加工中。随着科技的进步,家电产品未来有望在新兴的烹饪技术及多种烹饪方式组合技术中获得更多的突破与创新,利用多样化烹饪技术更好地保留食材中的营养价值,促进消化吸收。利用家电产品的个性化、一体化推动健康烹饪理念的发展,更好地服务于人们的健康生活。

以黄瓜为试验对象,探究电磁炉和明火灶烹炒对其色泽、质构、微观结构、香气成分和游离脂肪酸组成等食用品质的影响差异。研究结果表明,相较于电磁炉,明火灶烹炒的黄瓜受热更均匀,熟成度更高,因此色泽偏黄、总色差更大;烹炒后的黄瓜由于失水皱缩,其脆性、紧实度均有所下降,且明火灶和电磁炉中心处烹炒的黄瓜失水萎缩现象比电磁炉锅壁更为明显;烹炒黄瓜的主要香气成分为醛类和硫醚类化合物,明火灶烹炒黄瓜的总香气成分含量（5745.66 μg/kg）远高于电磁炉烹炒的黄瓜（3017.13 μg/kg）;烹炒黄瓜产生的主要游离脂肪酸为棕榈酸、油酸、亚油酸和亚麻酸,它们同样在明火灶烹炒的黄瓜中含量更丰富。综上,相较于电磁炉,明火灶烹炒可以赋予黄瓜更好的食用品质,是更佳的烹炒方式。

制作果干是蒸烤箱仅次于烘焙和烧烤的另一重要用途。改善蒸烤箱制作果干的效果会提升用户的使用体验,对于产品质量提升有重大意义。蒸烤箱的排湿性能是影响果干烹饪效果的主要影响因素。对比了常见的八种水果,确定将柠檬作为蒸烤箱产品排湿性能测试负载。概述了柠檬片干燥的技术现状和影响柠檬片干燥品质的参数指标,选取易于测试并便于量化的干基含水量、色差、烹饪时间几个物理指标研究蒸烤箱产品排湿性能的测试方法,并给出了蒸烤箱产品排湿性能等级要求。

空气炸锅是近年来新兴的家电品类,尤为受到年轻消费者的追捧。相较于传统的油炸烹饪方式,空气炸锅采用高温空气作为烹饪介质,对食材进行加热,有着低脂、轻油、健康的优势。但同时空气炸锅有着烹饪均匀性较差等痛点,需要用户在使用过程中翻动食材,影响用户体验,因此对空气炸锅烹饪性能的研究十分重要。通过仿真和实验分析,对空气炸锅的烹饪机理进行研究,搭建了负载条件下的CFD仿真模型,分析了空气炸锅负载条件下的流场状态,并提出了改善方案。研究结果表明,食材负载条件下的流场仿真结果与实验结果吻合度较高,同时研究也指出风速是影响烹饪均匀性的关键参数,通过改变空气炸锅内部的空气流动状态可以非常显著地提升烹饪均匀性。

丙烷空气炸锅是一种引领厨房革新的厨具,设计了丙烷空气炸锅结构,分析了炸锅腔体内传热规律,研究了含有空气回流结构的空气炸锅内部传热和空气流动规律,建立了考虑稳态传热和流体动力学的计算模型,分析了炸锅三维结构对内部温度、流体速度的影响。分析可知丙烷燃烧器热量传导到空气中,并通过空气流动将热量传导到食物内;速度场分析中展示不同切面的速度分布图,阐明了近端热循环出风口、远端热循环出风口对空气速度的影响,显示了空气流动的方向和速度大小随空间位置的变化。深入分析了空气炸锅内部的传热和空气流动情况,与实验对比得出带有空气回流结构的空气炸锅烹饪食物效率更高、品质更好,为优化空气炸锅设计和改进提供了重要参考和理论支持。

为改善发热盘加热式电饭煲炊饭不均匀的问题,通过锅内热对流、含水率、炊饭不均匀率和感官评价等指标探讨侧加热器功率对米饭品质的影响。在普通的5 L电饭煲本体（P=750 W底功率+不同的侧加热器功率）上验证,实验表明侧加热器功率40 W时米饭均匀度最好,为6.85%;侧加热器功率20 W时的米饭均匀度与40 W时相似,为7.96%;侧加热器功率20 W和40 W时热对流测试锅内各点平滑度最好;而侧加热器功率80 W时米饭样品感官评价得分最高。研究结果显示,针对5 L本体、750 W底功率的电饭煲,匹配20 W~40 W的侧加热器对米饭品质改善效果最好。

吸油烟机是一类以风机为核心部件用作输送空气的家用电器,对家庭厨房烹饪过程中产生的烟气净化具有重要作用。其中噪声是影响产品使用体验的重要因素,也是消费者选购时重点关注的方面。计算流体力学（CFD）技术在家电行业中针对流体机械设计、风机风道流场优化仿真应用基本已成熟。使用计算流体力学软件对一款使用轴流叶轮的外销车载吸油烟机进行优化,在轴流叶片外缘设计了一种导流环结构;数值仿真发现,增加导流环结构可阻隔气流从叶尖间隙沿径向路径泄漏,降低径向泄漏气流对主流向气流（轴向进气）的冲击和扰动,减少叶尖对径向气流的切割,在改善气流泄漏量的同时提升了扇叶的风量、效率及湍流噪声。实验测试结果显示,车载吸油烟机轴流扇叶增加导流环结构对整机噪声降低贡献约2.89 dB(A)。

旋转压缩机噪声共有3类：机械噪声、气动噪声和电磁噪声,其中气动噪声对压缩机噪声贡献较大,而气动噪声主要产生于压缩机的排气过程,目前的工程中在压缩机排气口设置抗性消声器是降低气动噪声的常用手段,因此如何设计一个具有良好降噪效果的消声器有着重要的实际意义。行业内普遍采用传递损失曲线对抗性消声器的降噪效果进行衡量,该方法无法考虑消声器内部流体的脉动噪声。对两种不同结构的消声器,首先使用行业普遍采用的传递损失曲线进行降噪效果评估,然后运用CFD商业软件仿真消声器内部的压力脉动进行脉动噪声评估,最后在某型号压缩机上对两种结构消声器进行装机验证。仿真和试验结果表明,消声器内的流体脉动噪声不可忽略,传递损失曲线不能衡量脉动噪声,应用CFD软件仿真压力脉动进而评估脉动噪声具有一定的可行性。研究成果对旋转压缩机内置消声器的设计优化提供了一定的参考价值。

通过利用仿真模拟和实验测试两种手段对内螺纹铝圆管换热器在某家用多联机空调热泵机型4 HP室外机的可行性应用进行了研究。从换热性能和成本两方面考虑,来确定此类换热器替换原来内螺纹铜圆管换热器的设计原则和改善措施。模拟与测试结果表明：相同运行工况条件下,对于管径Φ7 mm铜管换热器,如使用同排数管径Φ7 mm铝圆管换热器进行直接替换（其他结构特征不做改动,如管间距、排间距、翅片间距、流路等）,整机制冷能效平均降低了2.2%,制热能效平均降低了1.8%,但可通过增加换热面积,调整流路设计,改良胀管工艺、内螺纹齿形进行改善。

目前吸烟效果是用户在吸油烟机实际使用时需要进一步优化的技术方向,前端多流域的设计对整机的吸烟效果有着重要影响。计算流体力学在吸油烟机技术方向研究中起到极其重要的作用,用于其风机系统（蜗壳、叶轮、电机）、风道、前端流道等多模块的设计和优化。吸油烟机在现有厨房使用环境中,容易受到横风或者周围其他复杂环境影响,导致吸烟效果变差,使部分烟气扩散至厨房内,使厨房内异味严重,油烟量大,增加厨房的清洁难度。通过数值仿真对比分析与实验验证的方法设计了一种异型双进气口,可以扩大负压区的覆盖范围,降低锅具烟气正上方的负压值,提升吸油烟机对锅具产生的烟气的拢吸能力,烟气流动泄漏更少,同时由于前端气流流动方式的改变,整机的半消声室噪声水平降低约0.6 dB(A)。

冰箱压缩机在使用中因曲轴润滑不良出现拉伤磨损问题较突出,而压缩机润滑系统的动力来自于曲轴,因此对曲轴的优化设计非常重要。通过研究影响某款压缩机曲轴的上油量的几何因素,计算螺旋粘性泵的上出油口和分配泵的交点距离螺旋粘性泵壁面的距离这一参数对曲轴上油量的影响。计算结果表明,这一距离越小,曲轴的上油量越高。对计算结果做了实验验证,计算结果和实验结果保持了很好的一致性,为曲轴的上油能力分析和优化提供了指导和借鉴。

目前很多电风扇产品能够模拟自然风,但是电风扇的自然风功能处理后的风是否真正接近自然风,尚缺少统一的测试方法。研究人员经过大量的试验和研究发现湍流强度可以表征气流紊动的特点,同时自然风的脉动特性由其自身的1/f紊动特性决定。考核室内环境热舒适性的常用指标中与电风扇产品相关度较高的是吹风感指数和预计平均热感觉指数,研究了利用吹风感指数和预计平均热感觉指数进行电风扇产品自然风挡位的热舒适性测试方法,并对多个电风扇样品进行测试验证。经测试验证,满足自然风要求的电风扇产品的热舒适性明显好于不满足自然风要求的电风扇产品。

近年来,国内外已发生多起R32可燃制冷剂空调由于安装维修操作不当造成高压侧堵塞导致压缩机爆炸的安全事故。研究以变频压缩机绕组测温技术为依托,通过实验模拟还原R32空调系统在极端条件下的爆炸场景,获取压缩机发生爆炸瞬间的电机绕组和排气温度。基于绕组测温技术拟合出绕组温度推算值与排气温度实测值的温差ΔT参数,证明ΔT参数可表征在极端危险条件下运行的压缩机发生爆炸的危险程度,为可燃制冷剂空调系统的安全保护控制提供关键的判定指标。

为降低风机气动噪声,以某轴流风机为研究对象,基于遗传算法,提出一种将叶片表面湍动能最小值作为寻优目标的降噪方法,并对优化后的叶型降噪机理及气动性能进行了分析。首先,通过对叶片结构参数化建模,实现了空间尺寸、形状的自动控制。其次,将风量不变作为约束目标,选取3个结构参数,即轴向弯曲参数、前缘点和后缘点的切线与弦线的夹角,结合敏感因子分析,建立叶片表面湍动能和叶片结构参数的响应关系。最后,利用NSGA-Ⅱ遗传算法确定最优的叶片结构,并对比了优化前后气动性能和噪声水平的差异,验证了该方法的可行性,结果表明：（1）不同的轴向弯曲形状对风量和噪声的影响权重不同;（2）选取了两种优化方案：叶片#1通过降低转速可以实现降噪,且保证风量和原始叶片持平;叶片#2相较于原始叶片风量基本持平,在保证转速不变的前提下最大降噪量达1.6 dB(A);（3）通过试验验证发现,风量对噪声的影响大于转速,在保证风量不变的前提下,通过叶型降噪的效果要优于降低转速的方案。

为提高房间空调器用压缩机的可靠性,针对压缩机用电机的装配进行分析。经过理论研究,确定了电机装配配合的优化设计方法：通过控制符合跌落试验要求的电机装配最小过盈量来满足电机所需传递的力与力矩需求;根据GB/T 1801确定出配合的最大过盈量,满足不产生塑性变形的设计要求。对采用该设计方法的产品进行跌落试验验证,当电机定子与筒体实际过盈量为13.0 μm时,实测最大压出力为8680 N,与理论计算结果相符,证明其满足产品的可靠性使用要求。

宇航员的饮食进化史,其背后也折射出社会科技的进步史,宇航食品从最初半流质糊状的牙膏食品发展到现在的罐头食品、复水食品,实现太空食品、饮品的多样化和创新性一直是宇航员生命保障系统的研究方向。介绍了适用于太空环境的多项创新科技,并阐述了将其转化应用到民用厨房电器中的思路和优势,用太空技术助力厨房家电产品的创新发展,让广大消费者在日常生活中也体验到航天科技带来的高品质生活。