最新刊期
      2025年第46卷第4期

      • 磁热泵循环与磁制冷循环的对比及展望

        许戈耀, 张尧康, 余浩贤, 陈富城, 胡旭龙, 巫江虹
        2025, 46(4): 1-12. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.001
        摘要：室温磁热泵是磁热效应在室温附近的主要应用方向之一，具有高效、环保、低噪音、低振动的特点。通过磁热泵与磁制冷理论循环对比，验证复叠磁热泵循环在大温跨室温磁热泵上的应用潜力。研究结果表明：实际制热场景对千瓦级制热量和约30 K大温跨的双重要求是室温磁热泵应用的障碍，基于设计应用过程中室温磁热泵与现有室温磁制冷样机的差异，分析了针对大温跨室温磁热泵的磁热材料选择策略与性能评价指标，以帮助研究者明确在已有室温磁制冷的研究基础上，设计应用大温跨室温磁热泵的关键所在，促进对室温磁热泵循环的理解和应用研发。  
        关键词：磁热效应;磁制冷;磁热泵;复叠循环;磁热材料   
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        更新时间：2025-08-28

      • 可燃低碳制冷剂匹配阻燃剂的研究及应用现状

        翟瑞, 黎芷均, 杨昭, 庄远, 叶斌, 唐景春, 赵红玲
        2025, 46(4): 13-21. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.013
        摘要：当前由温室效应和“双碳”目标掀起的新一轮制冷剂替代浪潮，要求新型制冷剂需在环保性、安全性和热物性等方面达到综合平衡。然而目前尚不存在一种完美替代制冷剂，如备受关注的低ODP、GWP制冷剂R290、R32、R1234yf等大多均存在安全隐患。为这些环保可燃制冷剂寻找性能优良的匹配阻燃剂，已成为现阶段制冷剂替代研究的重要方向之一。总结了近年来可燃制冷剂匹配阻燃剂的研究进展，主要针对不同种类的阻燃剂，概述了其对不同的可燃工质的阻燃效果评价，从阻燃性能、阻燃效果、阻燃机理和环保性能等角度进行详细阐述，并分析了其应用前景和发展趋势，给出可燃工质匹配阻燃剂的选择建议。  
        关键词：可燃制冷剂;阻燃剂;安全性;阻燃特性;研究现状   
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        更新时间：2025-08-28

      • 混合物R1234yf/R290和R1234ze（E）/R290的可燃极限研究

        沈军, 黄宇杰, 钟权, 史贺纯, 李华杰, 赵桓
        2025, 46(4): 22-28. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.022
        摘要：丙烷（R290）是一种极具潜力的家用空调替代制冷剂，但可燃性限制了其应用。根据ASHRAE 34-2022标准测试了R290、2,3,3,3-四氟丙烯（R1234yf）、反式-1,3,3,3-四氟丙烯（R1234ze（E））和二元混合物R1234ze（E）/R290、R1234yf/R290的可燃极限。分析了R1234yf和R1234ze（E）对R290可燃性的影响，并对比了R1234yf、R1234ze（E）、R32、R13I1和R134a对R290可燃性抑制能力。通过模拟计算了不同组分下R290混合物的制冷循环性能。结果表明：R1234yf和R1234ze（E）对R290可燃性的抑制能力相近且效果较差，当R1234yf和R1234ze（E）的质量分数达到80%时，混合物的可燃下限仅增加约1.0%。使用Le Chatelier模型对实验数据进行关联，计算结果与实验结果平均绝对偏差为0.57%。相比R290纯质，R1234ze（E）/R290与R1234yf/R290在共沸点附近的能效比衰减小于1%，单位容积制冷量增加小于0.4%。制冷剂对R290的燃烧抑制能力由大到小排序为：R13I1>R134a>R32>R1234ze（E）/R1234yf。  
        关键词：制冷剂;可燃极限;丙烷;2,3,3,3-四氟丙烯;反式-1,3,3,3-四氟丙烯   
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        更新时间：2025-08-28

      • 温敏复合吸附剂的水蒸气动态吸脱附性能研究

        王玮宁, 郑旭, 易志翔, 胡鹏
        2025, 46(4): 29-35. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.029
        摘要：随着经济的不断发展，全球正面临着日益严重的淡水短缺和能源匮乏危机。降低空调系统中处理热湿负荷的能耗和解决全球性缺水问题成为亟需关注的重大议题。吸附剂的动态吸脱附性能对吸附式空气取水系统和除湿换热器空调系统的热湿传递特性具有重要影响。对掺杂纳米铜粉、纳米银粉和纳米石墨烯等不同导热材料的温敏复合材料的动态吸附和脱附性能进行了研究，并对最优材料的理论日产水能力展开分析。结果表明：掺杂纳米石墨烯的温敏材料具有良好的吸/脱附动力学，其平衡吸附量达到了2.51 g/g，是未掺杂导热材料时的1.46倍；60 min内的解吸量是未掺杂导热材料时的1.17倍。在循环时间为3 h，吸附/解吸时间比为2∶1时，掺杂纳米石墨烯的温敏材料达到7.02 g/（g·d）的理论日产水量，相比未掺杂导热材料时提高了21%。  
        关键词：温敏吸附剂;导热材料;吸附除湿;空气取水;吸附动力学   
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        更新时间：2025-08-28

      • 换热器结构对高速动车跨临界CO2热泵空调系统性能的影响

        谢宏生, 白刚, 杨梦莹, 宋昱龙, 曹锋
        2025, 46(4): 36-43. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.036
        摘要：为研究高速动车上跨临界CO2热泵空调系统中换热器结构对系统性能、整体功耗的影响，以达到提升性能、减少功耗的目的，基于AMEsim仿真平台搭建了数值仿真模型。结果表明：在高速动车热泵空调系统中，气体冷却器结构对系统性能的影响大于蒸发器结构对系统性能的影响；而在换热器的结构选择上，制冷模式下室外换热器采用逆流、室内换热器采用顺流（对应制热模式下采用室外换热器顺流，室内换热器逆流）的结构为最优结构，其在额定制冷工况35 ℃下，比室外换热器顺流布置时的COP提升20.38%，额定制热工况7 ℃下，比室内换热器顺流布置时的COP提升68.04%。综合考虑逆流程度和风机功耗，在“充分换热状态”，系统COP会随着逆流程度的增大而升高，在“风量过小状态”，系统COP会随着逆流程度的增大而减小。  
        关键词：跨临界CO2热泵空调;高速动车;换热器顺逆流;最优结构   
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        更新时间：2025-08-28

      • 渗流作用下复合能源地下结构的协同传热机理

        游田, 张永正, 罗丹
        2025, 46(4): 44-51. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.044
        摘要：复合能源地下结构地源热泵系统可与土壤高效换热并具备较高供冷供热能效比，在建筑节能方面应用前景广阔。但土壤中地下水的渗流对复合能源地下结构换热性能会产生显著影响，进而影响系统性能。因此，建立了考虑渗流的复合能源地下结构数值模型，以夏季工况为例，研究了渗流作用下复合能源地下结构的协同传热机理。结果表明：渗流作用下，由于能源桩和钻孔的协同传热，复合能源地下结构换热量比单一能源桩提高60%；地下水渗流有助于复合能源地下结构的传热，当水平渗流速度为60 m/a时，复合能源地下结构的换热量是无渗流工况下的1.39倍，结构自身温升可降低25.32%。在地下水渗流的作用下，沿上游布置的能源地下结构与土体的热量交换较多，且土壤热影响范围在渗流上游显著缩小，而在渗流下游则明显扩大。  
        关键词：地源热泵;地下水渗流;能源地下结构;耦合机理;换热性能   
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        更新时间：2025-08-28

      • 叶脉仿生微通道换热器流动与传热特性的数值研究

        张乾坤, 李红艳, 吕碧纯, 郑运卓, 吕继浩
        2025, 46(4): 52-60. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.052
        摘要：受望天树叶脉结构启发，在普通二级分支（MHE-SS）基础上设计了仿生二级分支（MHE-BS）、完全五级分支（MHE-CVB）和不完全五级分支（MHE-IVB）3种不同结构的微通道换热器。采用ANSYS FLUENT软件模拟20 ℃的冷却水在不同入口雷诺数（Re=660.07、990.10、1 320.13）下进入施加恒定热流密度50 kW/m2的4种换热器结构，对比分析了不同工况下的流动特性、温度特性和综合传热性能。研究表明：多级仿生通道结构能够显著提高换热器综合传热性能，在不同工况下MHE-CVB相比于MHE-SS进出口压降下降均超过35%、传热面温度下降均超过2 ℃、综合传热性能强化因子均大于1.2。  
        关键词：微通道换热器;仿生结构;流动传热;优化设计   
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        更新时间：2025-08-28
      • 徐英杰, 张恒瑞, 柳云宇, 周晓晓, 韩晓红, 陈光明
        2025, 46(4): 61-74. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.061
        摘要：误除霜或除霜不及时将导致制冷/热泵机组能耗增加、稳定性降低、故障率提升。精准识别结霜状态从而及时除霜是提升制冷/热泵性能的重要方向。基于数字/智能技术的结霜状态识别方法展现出较好的潜力，但现有技术在实际应用的复杂条件下，识别准确率明显降低，亟待改善。基于此，以蒸发器表面图像的纹理特征为切入点，提出以灰度共生矩阵提取纹理特征并结合麻雀算法优化后的极限学习机进行分类的智能识别方法。有望规避拍摄角度、光照强度等外部条件的影响，实现较强的适应性。建立实验装置，实验采集4 125张复杂工况下3种结霜状态的蒸发器图像样本，对新方法进行了验证和对比研究。结果表明，该方法在不同工况下识别准确率可接近或高于95%，显著高于现有的方法5%~35%。该方法的稳定性较高，成本较低，表现出良好的应用潜力。  
        关键词：结霜状态识别;灰度共生矩阵;数字图像;纹理特征;除霜   
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        更新时间：2025-08-28

      • PA/SEBS复合定型相变材料制备与蓄热性能优化

        唐溯, 郑子鏖, 魏翰泽, 郑春元, 李斌, 魏子清, 翟晓强
        2025, 46(4): 75-86. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.075
        摘要：针对固-液相变复合材料因封装复合效应导致蓄热性能低的问题，基于熔融共混法制备了石蜡（PA）/氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）复合定型相变材料，通过调控工艺参数设计多孔网状结构，优化了材料蓄热性能。确定了SEBS封装PA的最佳质量配比为2∶8，80%PA/20%SEBS复合材料定型效果良好，质量维持率保持在99%以上。正交试验结果表明：工艺参数对材料的封装性能和蓄热性能影响显著，9组80%PA/20%SEBS样品相变焓的极差高达28 J/g。其中，熔融温度从150 ℃升至200 ℃时，相变焓值提升8%。最终确定了优化的PA/SEBS熔融共混工艺参数：共混时间为2 h、温度为200 ℃、搅拌速率为100 r/min、直接冷却至室温，该制备工艺下的复合材料相变焓值达到161.2 J/g（结晶度为99.3%）。  
        关键词：复合定型相变材料;多孔网状结构;蓄热性能;封装性能;正交试验   
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        更新时间：2025-08-28

      • 人工造雪过程中喷嘴雾化特性的研究

        李睿, 刘斌, 胡恒祥, 李卓睿, 曾涛
        2025, 46(4): 87-96. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.087
        摘要：全球气候变暖及滑雪行业的蓬勃发展给人工造雪技术和造雪质量提出了更高要求，而人工造雪的质量与造雪喷嘴雾化特性密切相关。研究了不同喷嘴干涉作用和气液质量混合比（gglr）对喷雾场液滴粒径分布和碰撞机制的影响。其中，喷嘴间距（d）代表喷嘴间的干涉程度，gglr表示同一喷嘴下不同混合扰动程度。通过激光粒度测量仪和高速摄像机分别对喷雾场内液滴速度和粒径分布进行测量，并基于韦伯数（We）分析了喷雾场中液滴的破碎与碰撞。结果表明：不同间距下双喷嘴的流场轴向速度均大于单喷嘴的流场轴向速度，当d为10、15 cm时，轴向速度峰值分别为5.6、5.5 m/s。在液滴的破碎和聚并作用下，液滴粒径随着轴向距离增加，液滴尺寸先减小后增大。而双喷嘴喷雾场之间的干涉加剧了液滴的破碎碰撞，其We高于单喷嘴条件下We。分析不同布置条件下的双喷嘴流场发现，gglr=0.10、d=15 cm时粒径分布较均匀。  
        关键词：人工造雪;速度分布;粒径分布;喷嘴间距;气液混合比   
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        更新时间：2025-08-28

      • 含纳米颗粒悬浮液滴蒸发及颗粒沉积特性研究

        高峰, 李元媛, 陆规
        2025, 46(4): 97-105. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.097
        摘要：含功能性纳米颗粒液滴在固体表面上的蒸发是空调制冷、电子冷却等多个领域的关键过程。实验研究了纳米流体液滴在固体表面上的蒸发和颗粒沉积过程，拍摄沉积图案并进行微观表征。结果表明：液滴始终以恒定接触半径模式蒸发，基板温度和液滴体积的变化对液滴蒸发模式和形态影响较小，接触角随时间基本呈现线性变化。表面活性剂可极大调控液滴铺展动力学行为，仅添加质量分数为0.25%的表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）可使液滴的铺展半径从0.71 mm增至1.12 mm，初始接触角从83°降至54°，铺展面积增加89%。此外，SDS可以调控增加咖啡环宽度，当SDS质量分数达到1.00%时，咖啡环宽度达到230 μm，颗粒已经较为均匀地分布在整个蒸发区域内，有效抑制了咖啡环效应。基板温度和液滴体积显著影响液滴蒸发后的沉积图案，基板温度越高，液滴体积越大，蒸发后形成更为明显的咖啡环图案。通过引入Ma数，定量表征了温度、体积和质量分数变化引导的Marangoni效应对液滴内部流动及咖啡环形成机理的影响机制。  
        关键词：纳米流体;液滴蒸发;颗粒自组装;咖啡环   
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        更新时间：2025-08-28

      • 冰浆在水平圆管过渡区内流动特性的影响因素

        郝达云, 王悦, 王晓春
        2025, 46(4): 106-113. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.106
        摘要：冰浆等含有大量悬浮颗粒的固-液两相浆体，在管道内的流动形态决定了其阻力特性。为确保浆体输运系统的安全、节能运行并预防堵塞，通过实验研究了浆体在管道内的流动特性及其临界雷诺数（Rec）。重点分析了过渡区内浆体的流动形态、固相含量、颗粒粒径和管径对浆体流动特性的影响。结果表明：固相含量的增加会使Rec增大，而管径和粒径的增加会导致Rec的降低；浆体的流态转变发生在雷诺数Re为1 700~2 600；当在过渡区间，浆体的阻力系数随Re的增加呈先增大后减小的趋势。  
        关键词：冰浆;固-液两相流;流动特性;临界雷诺数;阻力系数   
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        更新时间：2025-08-28

      • 基于COMSOL三维海岸井气液两相渗流模型及相关参数研究

        贾欣, 吴慎鑫, 宁野, 端木琳
        2025, 46(4): 114-121. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.114
        摘要：海岸井取海水可以减少生物附着和提高海水温度，是目前较为常用的一种海水源热泵系统取水形式。海岸井取水系统贯穿了地下饱和带和非饱和带，因此为了深入研究海岸井渗流取水机理，基于COMSOL Multiphysics软件，构建了一种三维多孔介质气-液两相非饱和渗流模型，研究了井的深度、压差、井布置、井距离等参数对渗流取水系统的影响。结果表明：井间距增大，井深增加，井流量增大，但单位井深流量减少；海岸井流量与海岸线和海岸井压力的平方差成正比；海岸线与海岸井压差为5 m时，井渗流速度影响半径约为25 m，无论两井平行布置还是垂直布置，两井之间距离大于50 m时速度场互不影响。  
        关键词：海水源热泵;COMSOL;海岸井;气-液两相;渗流模型   
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        更新时间：2025-08-28

      • 新能源汽车空调用涡旋压缩机新型渐开线副排气孔设计

        郗冬阳, 王丹东, 董辰宇, 李思莹, 施骏业, 陈江平
        2025, 46(4): 122-130. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.122
        摘要：针对新能源车用涡旋压缩机在过压缩工况下功耗增加、效率降低问题，提出一种新型副排气孔设计。建立了涡旋和副排气孔几何模型，利用动网格方法，在多种工况下针对不同类型副排气孔进行泵阀联合仿真，研究了副排气孔对压缩机性能的影响机制，并验证了新型副排气孔对压缩机的效率提升效果。仿真结果表明：常规孔型副排气孔受尺寸限制，对压缩机效率的提升较小，而新型渐开线副排气孔具有更强排气能力。渐开线副排气孔设计方法突破了常规孔型副排气孔的尺寸限制，提高了副排气孔排气能力，在2种过压缩工况下，相比采用常规副排气孔的涡旋压缩机，开设新型副排气孔后，压缩机等熵效率分别提升7.9%和3.0%，新型副排气孔降低了压缩机功耗，提高了压缩机效率。  
        关键词：涡旋压缩机;副排气孔;过压缩;变工况性能优化   
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        更新时间：2025-08-28

      • 蒸汽喷射器非平衡凝结三维模型优化与对比

        李熠桥, 周丹, 费继友
        2025, 46(4): 131-140. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.131
        摘要：蒸汽喷射器是喷射式制冷系统的关键设备，具有节能环保优势。同时考虑三维和非平衡凝结效应，优化、验证并对比了蒸汽喷射器模型。对比了考虑凝结效应的优化模型与理想气体模型的模拟结果。基于该凝结模型，研究了湍流处理方法（雷诺平均方法和大涡模拟方法）对模拟结果的影响。分析了不同模型捕捉到的非平衡凝结、激波等复杂流动现象。结果表明：优化后的蒸汽喷射器模型可以以最低计算成本可靠预测喷射器性能并捕捉其内部复杂流动现象，其中大涡模拟方法得到的最大液体质量分数低于雷诺平均方法，喷射系数与实验值的最大相对误差为11%；与理想气体模型相比，凝结模型可使喷射系数和临界出口压力与实验值之间的平均相对误差分别降低72.0%和29.9%。  
        关键词：喷射器;大涡模拟;非平衡凝结;激波;边界层   
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        更新时间：2025-08-28

      • 基于新型隔热卷材保温技术的冷藏车隔热特性与能耗分析

        郭嘉明, 张霄丹, 羊元飞, 林济诚, 蔡威, 刘妍华, 吕恩利
        2025, 46(4): 141-148. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.141
        摘要：为提高冷藏车的隔热性能，对采用基于高反射技术隔热卷材的冷藏车保温性能进行测试并分析能耗，获得了箱体热通量、箱内空气降温速度及均匀性等情况。实验结果表明：张贴高反射隔热卷材可使箱体外壁面峰值温度降低23.6 ℃，使通过车顶进入车厢内的热量减少。在无制冷的情况下，热通量降低比例为46.3%；在设定5 ℃的冷藏温度下，下降比例为16.7%~26%。隔热卷材使车厢外壁温度均匀性提高至1.12，内部均匀性提高至1.68；同时在制冷系统启动后可以更快达到设定温度，同时更容易维持较低温度。有隔热卷材车厢可使压缩机工作频率降低9.1%，从而节省能耗，达到良好的节能效果。研究结果可为冷链运输装备节能运用提供新思路，对有隔热要求的粮库、冷库等设施亦具有参考意义。  
        关键词：冷藏车;隔热材料;漏热量;温度均匀性;节能   
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        更新时间：2025-08-28

      • 节流喷口可调节式冷冻消融针的设计及模拟研究

        杨迟, 宋涛, 常兆华, 刘宝林
        2025, 46(4): 149-155. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.149
        摘要：为有效提高在肿瘤冷冻消融治疗中冷冻过程的降温速率，设计了新型节流喷口可调节式冷冻消融针，针杆外壁温度降至-80 ℃仅需4 s，而传统节流喷口固定式冷冻消融针则需要73 s。三维传热模型仿真结果表明：120 s内冷冻消融针周围温度急剧降至-150 ℃，瞬时最快降温速率为1 500~1 575 ℃/min，达到快速降温的目的；-20 ℃等温线在60~120 s内变化范围较小（5 mm增至6.5 mm），120 s后温度变化趋于平缓，组织损伤范围增至9 mm，表明组织损伤区域范围明显增加。综合研究表明：节流喷口可调节式冷冻消融针具有更高的降温速率和更大的有效消融范围，对于冷冻消融临床治疗具有重要意义。  
        关键词：肿瘤;冷冻消融;降温速率;生物传热模型   
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        更新时间：2025-08-28

      • 微载体-肝细胞复合体冻存损伤机制及优化策略

        郝彬江, 庾曾颖, 刘宝林
        2025, 46(4): 156-162. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.156
        摘要：为提高细胞的存活率和贴壁率，优化人工肝支持系统中微载体-肝细胞复合体的冻存方案，通过实验评估了不同冷冻保护剂体积分数、加载温度和方式对细胞冻存效果的影响。研究发现，使用体积分数为5%的二甲亚砜（Me2SO）在4 ℃预冷条件下，通过两步加载法，能显著减少细胞毒性和渗透损伤，保持较高的细胞存活率和贴壁率。此外，还研究了降温速率和胞内冰形成对细胞冻存效果的影响，在-6 ℃植冰可以减轻胞内冰的损伤，提高细胞复苏后的贴壁率。在1 ℃/min降温速率下，体积分数为10%的Me2SO尽管存在较高的毒性和渗透损伤，但由于热膨胀差异最小，冻存效果最佳。研究结果可为人工肝支持系统中微载体-肝细胞复合体的冻存提供技术支撑。  
        关键词：低温保存;肝细胞-微载体复合体;冷冻保护剂;热膨胀损伤   
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        更新时间：2025-08-28

      • 四种保鲜技术对虹鳟鱼贮藏品质的影响

        秦延斌, 张绍杰, 沈远涛, 刘宝林
        2025, 46(4): 163-170. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.04.163
        摘要：为研究不同保鲜技术对水产品在贮藏过程中品质及理化特性的影响，以虹鳟鱼为研究对象，以挥发性盐基氮含量（TVB-N）、菌落总数（TVC）、pH值和汁液损失率为指标，对比了冷藏（4 ℃±1 ℃）、冰温（-1 ℃±1 ℃）、高压静电场（3 kV/m）+冰温（-1 ℃±1 ℃）以及高压静电场（3 kV/m）+复合生物保鲜剂（质量分数为1.40%壳聚糖+0.05%溶菌酶+1.30%茶多酚）+冰温（-1 ℃±1 ℃）这4种技术的保鲜效果。结果表明：高压静电场协同复合生物保鲜剂处理能有效抑制微生物生长，冷藏组和冰温组样品分别在第10天和第12天时已腐败，其TVC分别达到7.12和7.13 lg（CFU/g），而高压静电场+冰温和高压静电场+复合保鲜剂+冰温2组的TVC在第12天时分别仅为6.32和5.89 lg（CFU/g）。在贮藏第14天时，高压静电场+复合保鲜剂+冰温组的TVB-N仅为20.17 mg/100 g，远低于其他3组。研究表明，相比于冷藏和冰温贮藏，高压静电场+复合保鲜剂处理可有效延缓鱼肉腐败进程，使虹鳟鱼货架期延长4 d。  
        关键词：高压静电场;生物保鲜剂;冷冻冷藏;虹鳟鱼;品质   
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        更新时间：2025-08-28
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