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。     

大豆蛋白喷涂液雾化粒子场实验

目的研究大豆蛋白喷涂液雾化场的粒度分布,及喷涂过程中喷涂参数对大豆蛋白液雾化液滴粒径的影响,从而在蔬菜复合纸覆膜成型过程中选择最优喷涂参数。方法利用激光粒度仪测量不同喷涂参数下大豆蛋白液喷涂雾化场的粒度分布,并通过数据分析软件Origin研究喷涂参数对大豆蛋白液喷涂雾化粒度的影响。结果喷涂参数相同时,喷涂雾化场中随着轴向距离的增加,大豆蛋白液液滴粒径先显著减小后趋于稳定;喷涂雾化场中同一轴向位置随着径向距离的增加,大豆蛋白液液滴粒径呈减小趋势。在喷涂雾化场同一测量点,随着喷涂气压的增大,大豆蛋白液液滴粒径逐渐减小;喷涂液压对大豆蛋白液液滴粒径没有显著影响。结论喷涂气压为0.2 MPa,喷涂液压为0.16 MPa,喷涂雾化场轴向30 cm平面内,大豆蛋白液雾化液滴粒径较小且均匀。     

大豆蛋白液喷雾场粒度分布变化

目的研究大豆蛋白液喷雾场粒度分布的变化规律,为选择一个合适的蔬菜纸喷涂面提供实验数据,以期得到质量好的蔬菜复合纸覆膜。方法将大豆蛋白喷涂雾化场网格化,使用粒度仪分别测量各个区域的粒径和粒度占比分布。结果雾化场轴向距离从H=10 cm处的95μm左右,到H=15 cm处的85μm左右,到H=20 cm处的65μm左右,再到H=30 cm处的45μm左右,最大粒径占比范围逐渐降低;雾化场径向距离从L=4 cm处的40~50μm,到L=8 cm处的35~40μm,到L=12 cm处的35~40μm,再到L=16 cm处的30~35μm,最大粒径占比范围也逐渐降低;在相同的喷涂气压、喷涂液压下,随着轴向距离的增加,大豆蛋白液液滴粒径分布范围的减小,大粒径大豆蛋白液液滴的比例逐渐减少,粒径分布朝着小粒径方向靠拢,大豆蛋白液液滴粒径分布曲线越来越陡峭;在喷涂气压、喷涂液压不变的情况下,仅仅改变大豆蛋白液的粘度,在相同的喷雾场位置随着大豆蛋白液粘度的减小,粒度分布朝小粒径方向靠拢,小粒径大豆蛋白液液滴比例逐渐减小。结论喷涂气压越大、大豆蛋白液粘度越小,雾化效果越好,而喷涂液压对雾化效果影响不大;大豆蛋白液喷雾场液滴的粒径分布随着喷雾贯穿距离的增加,小粒径液滴所占比例逐渐增加,粒径分布曲线朝小粒径方向发展,同时随着垂直与喷雾轴心线径向距离的增加,小粒径液滴所占百分比也增加,粒径分布曲线朝着小粒径方向发展。     

大豆蛋白液喷涂粒子速度场的PIV初探

目的选择蔬菜复合纸覆膜成型过程中的最优喷涂条件。方法利用PIV(粒子图像测速)技术测量不同喷涂参数下大豆蛋白液喷涂雾化粒子的速度场分布,并通过数据分析软件Tecplot处理分析喷涂参数对大豆蛋白液喷涂雾化粒子速度场的影响,最终得出喷雾速度场中心轴上和某一截面上速度的变化规律。结果当喷涂气压一定时,喷涂粒子速度随着喷涂液压的增大呈增大趋势,但不是很明显。当喷涂液压不变时,喷涂粒子速度随着喷涂气压的增大呈先减小后增大的趋势。在喷雾场喷嘴中轴线方向上雾化粒子速度从喷口喷出后先急剧增大,随着距喷嘴越来越远逐渐呈现波动变化的趋势,最后趋于稳定。在距离喷嘴300 mm的截面处,粒子速度以轴心处最大,向外沿径向逐渐减小,大体呈对称趋势。结论用PIV技术对大豆蛋白液喷涂粒子速度场进行研究,可为后期蔬菜复合纸覆膜成型提供一个有力的试验数据参考。     

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。     

数字图像相关技术在大豆蛋白喷涂流速测量中的应用

目的分析蔬菜复合纸制备过程中的喷涂雾化规律,研究大豆蛋白喷涂液在不同喷涂参数下雾化场速度的变化。方法首先通过高速摄像机采集多帧连续喷涂图像,然后对采集的图像序列做相关性分析以获得各图像对之间的相对位移场,最后结合高速摄像机采集图像参数计算大豆蛋白液喷涂雾化速度场。结果选取喷头下方10 cm处,边长为10 cm的正方形区域的雾化颗粒进行分析,当气压一定时,大豆蛋白雾化颗粒平均速度随液压的增大而增大;液压一定时,随着气压的增大,大豆蛋白喷雾颗粒平均速度先减小后增大,最后趋于某一稳定值。结论通过数字图像相关技术对高速摄像机拍摄的雾化场图像进行处理分析,能够描述大豆蛋白液喷涂雾化场的速度分布特性。通过处理不同喷涂参数下的雾化图像,得到了喷涂参数对雾化颗粒速度的影响。     

大豆蛋白液组分对表观粘度和粒度的影响

目的为了提高雾化效果,在蔬菜复合纸覆膜成形过程中选择最优的喷涂液组分。方法利用安东帕高级粘度仪对30组大豆蛋白喷涂液的表观粘度进行测量,并利用分析软件对各试验结果进行二次多元回归拟合,得到优化回归方程。根据回归方程,作出三维响应面图和等高线图。结果随着大豆蛋白浓度的增加,表观粘度逐渐增加,羧甲基纤维素钠(CMC)浓度对表观粘度没有明显影响;根据作出的三维响应面图和等高线图,可直观看出大豆蛋白浓度和CMC浓度对表面平均直径的影响显著程度。随着大豆蛋白浓度的增加,喷涂粒度逐渐增加;随着CMC浓度的增加,喷涂粒度先减小后增加。其中大豆蛋白浓度的影响更加显著。结论研究了大豆蛋白液组分对表观粘度和粒度的影响,为后期蔬菜纸覆膜均匀一致性提供数据参考。     

大豆蛋白液浓度及喷涂条件对雾化角的影响

目的为了分析蔬菜复合纸的喷涂效果,研究大豆蛋白喷涂液在不同的蛋白液浓度及喷涂条件下雾化角的变化与雾化整体形貌。方法首先通过高速摄像机采集喷涂图像,其次利用Matlab图像处理功能计算雾化角,并通过响应面分析法分析大豆蛋白浓度及喷涂条件对雾化角的影响。结果当液压大、气压小时,喷涂雾化效果较差;随着气压的增大,雾化效果逐渐变好。单因素中浓度和气压对大豆蛋白喷涂液的雾化角有显著影响,并通过分析软件得到了雾化角与喷涂工艺参数和浓度之间的关系模型。结论得到了最佳的喷涂条件,大豆蛋白质量分数为11.13%,气压为2 MPa,液压为1.64 MPa,此时的雾化角可达到81.4690°。     

蔬菜复合纸的大豆蛋白喷涂液雾化角度研究

目的研究蔬菜复合纸的大豆蛋白喷涂液雾化角的计算方法,及喷涂过程中工艺参数对大豆蛋白喷涂液雾化角度的影响。方法运用MATLAB软件,通过图像处理方法计算蔬菜复合纸的大豆蛋白喷涂液的雾化角度,并利用响应面分析法研究喷涂参数对大豆蛋白喷涂液雾化角的影响。结果单个因素中喷涂流量和气压对大豆蛋白喷涂液的雾化角有显著影响,喷涂流量、气压及液压三者的交互作用对喷雾角度有极显著影响(0.00080.05)。通过分析软件建立了雾化角与喷涂工艺参数之间的关系模型,并得到了最佳喷涂条件。结论当喷涂流量为48.04 mL/min,气压为199 Pa,液压为151 Pa时,大豆蛋白喷涂液的雾化角最大值为138.2637°。     

基于Hartmann哨超声喷嘴的雾化特性研究

介绍了一种基于Hartmann哨的超声雾化喷嘴。通过激光粒度分析仪对喷嘴的雾化特性进行了实验研究,分析了不同气压对雾滴索特平均直径(SMD)、雾化角和用水量的影响。对喷嘴加装了中心杆,对比了有无中心杆对于雾滴SMD的影响。研究表明:随着气压的增大,雾滴SMD显著减小,雾化角增大,而气压在0.5 MPa时两者达到极值并趋于稳定;喷嘴加入中心杆,并在气压达到一定值后,雾滴SMD有了明显的减小,最小雾滴SMD可以达到12μm;在气压为0.5 MPa,用水量最少,雾化效果最佳。     

大豆蛋白液喷涂不均匀性研究

目的研究不同喷涂参数下大豆蛋白喷涂不均匀性,以提升蔬菜复合纸的热封效果。方法利用摄像机采集喷涂试样,并运用Matlab编程对喷涂后的硫酸纸进行图像处理分析,得出大豆蛋白涂层所占的面积比,最后运用Origin分析不同喷涂参数对大豆蛋白涂层所占面积比的影响。结果当液压或气压在120~220 Pa时,大豆蛋白涂层所占的面积比随液压或气压的变化先增后减;当流量在35~60 m L/min时,大豆蛋白涂层所占的面积比随流量的变化先增加再持平,最后减少;在同一参数的不同横向测试点下,大豆蛋白涂层所占的面积比在喷涂区域两端较小,中间较大。结论液压、气压及流量对大豆蛋白液喷涂不均匀性有很大影响,且单个因素下液压160 Pa、气压180 Pa或流量50 m L/min时,喷涂效果更好。     

不同砂粒粒径多相流中CrMnB堆焊层的损伤行为

CrMnB堆焊涂层的抗空蚀和冲刷磨损能力明显优于传统水轮机用材0Cr13Ni5Mo,但目前对在冲蚀和空蚀共同作用下环境参数对其损伤机制影响的研究还很少.利用旋转圆盘仪,通过对CrMnB堆焊涂层在含砂水中冲刷磨损、冲刷磨损与空蚀共同作用的研究,探索了不同砂粒粒径下涂层的损伤规律和机制.研究表明,粒径的变化引起了材料损伤机制的变化;失重-粒径曲线在一定的粒径范围内有明显的转折区,小粒径和大粒径下材料的损伤形貌差别明显,大粒径时材料的损伤受空蚀影响很大,小粒径时受空蚀影响较小;在冲刷磨损作用下,小粒径时为点坑形的冲蚀破坏机制,大粒径时为犁削破坏机制;在冲刷磨损和空蚀与冲刷磨损共同作用下,小粒径时仍为点坑形的冲蚀破坏机制,大粒径时则为犁削叠加铲削破坏机制.     

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。     

粒子尺寸分布的激光衍射测量研究

提出了用于喷雾雾化分析和固体粉末粒子的激光粒度分析仪的设计原则。给出了进行粒子测试的数学模型,编制了系统软件。用实际设计的仪器进行了喷雾雾化分析和流化床催化剂粒度测量,证明了所提出的设计原则的正确和该仪器研制的成功。     

喷涂参数及带速对大豆蛋白液喷涂平均密度的影响

目的研究大豆蛋白喷涂在硫酸纸上的平均密度,以及喷涂参数和带速对喷涂平均密度的影响。方法首先通过摄像机采集喷涂图像,再运用Matlab软件处理计算大豆蛋白液所占面积比。面积比越大,则大豆蛋白喷涂效果越好,并利用响应面分析法研究喷涂参数及带速对喷涂平均密度的影响。结果当液压为159 Pa,气压为180 Pa,带速为11.93 mm/s时,大豆蛋白液所占面积比可达79.9079%,此时最佳。结论单个因素中液压和带速对喷涂平均密度有显著影响。通过分析软件建立了大豆蛋白液所占面积比与喷涂参数及带速之间的关系模型,并得到了最佳喷涂条件。