基于粒度仪的双枪喷涂雾化场的粒度的研究

目的 在保证喷涂雾化表征均匀性的前提下实现宽幅覆膜,提高覆膜的效率,以期得到均匀一致的大豆蛋白覆膜。方法 利用粒度仪测量不同干涉程度下的大豆蛋白液双枪喷涂雾化场的索特平均直径（Sauter Mean Diameter,SMD）,利用Spraylink软件处理粒度数据,得到粒度数据并对比。结果 双枪喷涂喷雾场的SMD随着液压的增大先增大后趋于平稳,随着气压的增大先减小后趋于平稳。当液压分别为0.08 MPa和0.16 MPa时,SMD基本不随偏转程度的变化而变化;当液压为0.24 MPa时,SMD随着偏转程度的增大而增大。双枪喷涂喷雾场的径向SMD从中心到边缘缓慢减小,在干涉区域内的轴向2点粒径基本相等。结论 当液压为0.08 MPa、气压为0.24 MPa、偏转角为0°时,SMD相对较小。文中的研究为实现宽幅覆膜奠定了理论基础。     

基于二值化灰度图像的大豆蛋白液喷雾相对雾化程度的研究

目的 为了更直观的评估大豆蛋白液喷雾雾化程度,辅助筛选出有效扇形面积更大、缺陷更少的喷雾,有助于研究喷雾场的雾化均匀性,以期得到均匀一致的大豆蛋白膜。方法 选取合适的阈值后,对粒子图像速度场仪（Particle Image Velocimetry,PIV）拍摄的图像进行二值化处理,划定喷涂有效区域,利用二值化图像计算喷涂雾化场区域在喷涂有效区域内的点位数占比,将数值定义为相对雾化程度,改变稠度系数、喷涂参数,研究相对雾化程度的变化趋势。结果 低稠度系数的大豆蛋白液喷雾相对雾化程度受喷涂参数的影响较小,并保持在90%以上;中高稠度系数的大豆蛋白液喷雾相对雾化程度随着喷涂流量的增加而减小,随着液压、气压的增大有增大的趋势,随着气液比的增加先增大后减小。结论 基于二值化的PIV图像处理可以有效地辅助评估大豆蛋白液喷雾场的均匀性。     

基于PIV的大豆蛋白液双枪喷涂速度场的研究

目的 为了在保证喷涂雾化表征均匀性的前提下实现宽幅覆膜,提高覆膜的效率,以期得到均匀一致的大豆蛋白覆膜。方法 利用粒子图像速度场仪（Particle Image Velocimetry,PIV）,对不同干涉程度下的大豆蛋白液双枪喷涂雾化场进行拍摄,利用PIV和Origin软件处理图像,得到速度数据并对比。结果 随着双枪间偏转角的增大,基线上的平均速度减小;偏转角为0°时,两喷雾粒子流在干涉线处碰撞,少有透过干涉线的粒子;在不同偏转角下,基线上的速度峰值从大到小为偏转角7°时的速度峰值、偏转角0°时的速度峰值、偏转角15°时的速度峰值;当偏转角为0°时,随着液压的增大,基线上的第2个速度谷值会右移,并且会增大直至消去。结论 当偏转角为0°、液压为0.24 MPa时,在基线上干涉区域内的速度最均匀。     

码垛机器人的连杆参数优化

目的 对码垛机器人的连杆参数进行优化,以保证垛型完全位于码垛机器人工作空间内.方法 通过改变连杆长度l2、l3、关节转角θ3的值,根据运动学方程,利用Matlab编程计算得到码垛机器人工作空间的三维立体图以及xOz平面投影图,经过对比分析选取符合条件的连杆参数.结果 θ3的范围满足要求,无需优化.当l2和l3长度为2290 mm时,码垛机器人的最大工作空间包含任务工作空间.结论 对连杆参数进行了优化设计,机器人的工作空间符合工作要求.     

基于PIV粒子速度场图像大豆蛋白液的可喷性研究

目的研究不同浓度大豆蛋白液的可喷性,以期得到均匀一致的大豆蛋白膜,也为后期覆膜选择合适的大豆蛋白液浓度提供数据参考。方法基于PIV速度场图像的间断性判定可喷性。在喷涂参数一定的条件下,利用电子脉冲喷头对不同浓度的大豆蛋白液进行喷雾,并通过PIV技术测定大豆蛋白液喷涂雾化颗粒速度场图像,随后处理图像,定性和定量分析不同浓度大豆蛋白液的可喷性。结果在喷涂参数恒定的条件下,当大豆蛋白液浓度较低时,雾化特性较好,可喷性良好;随着浓度的增加,大豆蛋白液的粒子速度场逐渐收缩,可喷性变差。在高浓度时(质量分数为9.73%),粒子速度场出现间断区域,没有形成连续完整的扇形面,且截线上径向距离的速度曲线出现间断,因此,大豆蛋白液质量分数为9.73%时的可喷性较差。结论基于PIV速度场图像判定可喷性的方法能为获得均匀一致的大豆蛋白膜提供有力的参考。     

基于Fluent的气液两相流喷嘴内部流动特性仿真

目的探究气液两相流喷嘴内部流动特性及工作参数对流动特性的影响。方法测量得到气液两相流喷嘴的结构图,利用Fluent软件建立喷嘴模型,并选择流体体积(VOF)两相流模型和RNG(重整化群)k-?湍流模型,以常温状态下液态水和空气为研究介质,并以气压和液压为变量,进行多参数的流动特性分析,并引入气液比的概念。结果得到了不同时刻喷嘴内部的压力、速度及液相分布云图。其中最大压力为827 kPa,出现在出口段和进气段交叉的壁面上,由于喷嘴内部出现缩口,故出口段存在负压(?1.53 MPa);喷嘴内部最高速度出现在气液两相交汇处,为134 m/s;液相在最初迅速充满喷嘴后,逐渐与气相混合,最终出口段中心液相体积占比为0.543,混合情况良好。还得到了多参数对喷嘴内部压力、速度及液相分布的影响。结论使用软件仿真的方法得到了喷嘴内部的流动特性和多参数对流动特性的影响规律,并为进一步研究优化喷嘴结构及喷雾提供了建议和参考。