两种电阻的布置方式：收缩槽的导热结构，食品包装的材料覆盖
食品的包装通常是使用一种称为包装的材料将其完全覆盖，它通常具有两个功能，其中最主要和最重要的功能是保护食品，其次是为了商业目的的视觉效果。
许多食品需要一个容器来保证它们的保存，考虑到它们的不同性质和成分。为此，使用了各种材料，如果选择不正确的材料和性质，则可能对食品产生有害的影响。
热收缩过程包括将事先用热收缩塑料包裹的食品浸入热水槽中一段时间，以保护其免受外部因素的影响。在许多肉类加工厂中，发现了与产品在初步热处理后重新污染有关的问题，主要与更换用于销售产品的烹饪套管以及去除套管以切片或分装和真空包装产品有关。
随后，这些产品将经过热收缩等其他处理程序，以控制再次污染，例如通过高静水压处理处理。
槽内有两种不同的电阻配置用于加热水，目的是选择一种电阻配置以确保槽内适当的传热。
科学家研究的传热行为是对流，它被认为是传导的改进或改良形式，其中还存在介质的大规模运动。对流有两种类型的机制，自然对流和强制对流。在这项研究中，科学家研究的是自然对流。
为了对热收缩槽系统进行建模，科学家考虑了一个在两个维度上向上打开的矩形腔体，其中包含两种不同的电阻配置作为热源。
科学家将方程系统离散化，并采用有限差分方法，使用交替方向隐式法进行求解，得到流函数φ和涡度ω的剖面作为结果。
该腔体具有高度H和长度L，科学家选择了H和L之间的关系为L = 3H。对于第一种配置，科学家估计热源与壁之间的距离为L的1/3。对于第二种配置，热源与壁之间的距离为L的1/9，不同热源之间的距离为L的1/9。
所有的热源被认为是相等的，并持续地释放热量。
在建模中，科学家将腔体壁和上部区域的温度视为恒定。工作流体是水，不考虑诱导流动或压力梯度，此外，上部区域被认为是开放的，假设不存在与外部环境的流体交换。
在本研究中，科学家进行了计算机模拟，以评估位于墨西哥国立自治大学，高级研究院设施内的热收缩槽中的传热情况。
为了加热槽内的水，科学家采用了两种不同的电阻配置作为热源。
为了量化加热时间和温度分布，科学家采用了交替方向隐式法与有限差分法相结合的方法，得到了流函数φ和涡度ω的剖面图，这有助于选择能够更好地传热的电阻配置。
模拟结果显示，在热收缩槽中加热水达到稳态所需的时间上，两种热源配置表现出类似的趋势，并且时间值非常相似。随着Rayleigh数的增加，时间也会增加，但增加的幅度不大。对于两种配置，无量纲时间值在Rayleigh值为1×102时在0.8647和0.9101之间波动，对于Rayleigh值为1×105时，在1.5503和1.6171之间波动。
关于热源表面的温度，同样地，两种热源配置显示出相似的趋势和非常相似的温度值。但对于Rayleigh值超过1×104，两种配置之间存在差异。
对于Rayleigh数为1×102和1×103的情况，两种配置的温度值分别在25°C到26°C之间变化。然而，对于Rayleigh值为1×105，两种配置的温度分别为176.95°C和193.84°C。
总结来说，科学家的研究利用计算机模拟评估了热收缩槽中的传热情况。通过采用不同的电阻配置作为热源，科学家量化了加热时间和温度分布，并利用流函数和涡度的剖面图选择了能够更好地传热的电阻配置。
通过本研究中进行的模拟，观察到对流细胞的形成有利于槽内温度的均匀化，并且增加Rayleigh数的值会增加涡度，但不会增加温度场，这可以保持较低的能耗。
实验证实，使用非等温热源时，能量积累更多，但产生的温度场比等温热源产生的温度场不太均匀。关于这一点，Ostrach在1988年进行了进一步的研究。
在对水加热过程中达到稳态时间的模拟结果中，显示出热源配置类型并不直接影响稳态时间。尽管观察到Rayleigh数增加会导致达到稳态时间的增加。
同样地，关于热源表面的温度，可以看到对于Rayleigh数大于1×103的情况，温度增加，并且对于两种配置，Rayleigh数为1×105时存在显着差异，但四个热源配置的温度更高。
未来的工作考虑了实心墙的实施，以研究不同绝缘材料的影响，以更好地保持系统内的热量，还将包括对四个热源配置下的热收缩槽中的热传输进行评估，并加入一块带有热收缩膜的肉块，以便通过微生物学方法验证温度分布，以确认产品未受细菌污染的情况。
