基于Fluent单螺杆榨油机主压榨段流场仿真研究

为研究单螺杆榨油机在压榨过程中,榨膛内部油料与榨螺相互作用产生的流场分布及变化规律,建立了榨螺和流体域的物理模型。在Fluent软件中采用k-e模型及SIMPLEC求解器进行有限元仿真求解,获得油料在主压榨段的压力场和速度场分布,并通过流固耦合分析,得到榨螺受油料挤压发生的受力变形情况,以及榨螺在压榨过程中易发生较大变形和应力集中的位置。     

基于Fluent的大型苏氨酸发酵罐内搅拌流场仿真分析

以大型苏氨酸发酵罐内流场为研究对象,利用Fluent软件,采用了多重坐标参考系法(MRF)以及欧拉(Eulerain)模型,结合苏氨酸发酵过程中工艺参数,对发酵罐内四档搅拌桨组合的搅拌过程进行单相流、气液两相流数值模拟,研究分析了发酵罐内流场情况、搅拌桨功率大小以及含气率等参数。结果表明,液面升高对已浸没的搅拌桨功率影响不大;发酵过程中密度增大会导致搅拌桨功率增加,二者呈近似正比例关系;通气后搅拌桨总功率下降了20.9%,溶液平均含气率稳定在21.4%左右。     

基于Fluent的螺旋榨油机压榨段流场仿真

研究了双螺杆榨油机压榨过程中,榨膛内部榨螺与油料相互作用产生的流场及其变化规律,建立了榨螺和流体域的物理模型.在Fluent软件中进行有限元仿真求解,获得油料在压榨段的压力场、速度场和浓度场分布,一定范围内压力和温度越大,浓度越大,越利于出油.     

基于Fluent下超细制浆粉碎刀头的流场分析

结合超细粉碎技术原理,设计出了2种齿型式粉碎刀头,并使用Fluent仿真软件分析了在转速分别为6 000,9 000,12 000r/min时2种粉碎刀头内部压力、速度的变化规律,然后通过物料粉碎试验验证了2种刀头的粉碎效果,同时对2种刀头的能耗进行了对比分析。结果表明:中心结构为四叶刀片的齿型粉碎刀头,粉碎50g大豆所花的时间大约为2min,粉碎后大豆的平均粒径值大约为4μm,并且能耗比中心结构为三叶轮的刀头消耗更少,在6 000,9 000,12 000r/min转速下粉碎5min能耗分别为0.007 25,0.022 49,0.059 43kW·h。     

基于Fluent的干法造纸负压箱流场特性分析

为提高干法造纸成型的均匀性,运用Fluent软件对成型布料器中的负压箱结构进行流体动力学模拟计算,研究不同负压箱内部结构及排风量对箱体流场分布均匀性的影响规律;在箱体内选取120个采样点,通过仿真计算得到不同负压箱结构和不同排风量时这些点对应的速度不均匀系数,根据速度不均匀系数曲线的变化得到流场变化规律。结果表明,敞开式五风道结构的负压箱更有利于形成均匀稳定的流场,且排风量对内部流场的均匀性影响较小。     

基于Fluent软件的木材干燥窑内部流场分析研究

针对木材干燥窑内部流场不均匀的问题,提出了一种操作性强、易于实现的Gambit-Fluent系统建模与仿真的计算方法。以结构尺寸和边界条件的设定为先导,采用Gambit2D来实现模型的建立,并通过强大的数值模拟软件Fluent完成了六种不同干燥窑内壁结构下的干燥窑内部流场的建模与仿真,从而达到对干燥窑壁进行改进,获得均匀的干燥窑内部流场,使木材干燥均匀的目的,也为进一步深入研究干燥窑内部流场对木材干燥的影响提供了新方法。     

基于Fluent的小麦辊式制粉流场模拟及试验验证

为了研究小麦辊式制粉过程中芯磨辊间研磨区的流场特性和压力分布规律,探讨各操作参数对小麦粉质量的影响规律,以试验磨粉机的光辊研磨机构为研究对象,应用计算流体力学软件Fluent对喂料量分别为40、50、60 g/min、轧距分别为0.10、0.15、0.20 mm以及快辊转速分别为16、26、36 rad/s等不同操作参数下的粉磨流场进行了数值模拟,并通过磨粉试验对模拟结果进行了验证。结果显示:随着喂料量、快辊转速的增大,以及轧距的减小,快辊与物料接触面最大动压力及粉料颗粒流沿着定直线段的动压力增加,试验结果显示小麦粉中灰分减小;在制粉有效压缩区内,喂料量为60 g/min、快辊转速为36 rad/s、轧距为0.10 mm时,辊面压力沿磨辊轴向最为均匀,且定直线压力曲线斜率最大,试验结果表明,该工况下小麦粉中灰分含量最小,具有较好的制粉效果。     

烘箱空气湿度与纤维回潮率的非线性回归分析

在分析烘箱法测试技术与手段存在缺陷的基础上,基于纤维吸湿平衡原理,提出通过测试烘箱内空气的湿度来了解待测纤维材料干燥状态的研究思想。运用这一原理设计了检测系统,并对常用纤维材料的回潮率进行了测试。根据纤维材料回潮率测试的实验数据,运用非线性回归分析方法求出了烘箱内空气的湿度与正在烘燥的纤维湿度之间的回归方程,为用检测烘箱内空气湿度的方法确定待测纤维材料的烘燥状态提供了依据。     

基于Fluent的负压式电加热干燥机内部流场分析与机构参数优化

针对负压式电加热干燥机存在内部流场不均匀、干燥效率低等问题,以Fluent为基础对负压式电加热干燥机内部风速场、温度场进行数值模拟,并采用SolidWorks对干燥机内部结构进行改进设计。结果表明:影响干燥机干燥效率的主要因素是工作参数和结构参数,通过改变工作参数和优化结构,可以达到干燥机内部流场均匀性最优。经SolidWorks优化设计后的干燥机内部流场均匀性相对于原有结构有明显提高,优化后的结构参数满足设计要求,且极大地提高了干燥机的热利用率和工作效率。     

HVI与烘箱法测定棉花回潮率的差异分析

本文探索了HVI测试回潮率的方法,分析了利用HVI测试仪测试棉花回潮率的方法与传统测试法——烘箱法之间的差异,旨在寻找出一种更为简便的回潮率测试方法。通过分析表明,利用HVI测试仪测试棉花回潮率相比烘箱法更为方便实用,是一种值得推广使用的新方法。     

基于浸入边界法的流水线烘房非稳态流动传热模拟研究

运用浸入边界流动计算方法结合实验验证,模拟仿真集装箱烘干流水作业中隧道式烘房内的非稳态气体流速场和温度场.在计算中将运动的集装箱体设置为浸没体,烘房内空气近似为不可压流体.模拟计算与实测温度随时间变化趋势基本吻合,计算与实测值相对误差在7％以内,表明所采用的计算方法,对模拟计算隧道式流水作业烘房内的气流与传热非稳态问题是切实可行的.     

基于Weibull分布函数的超声强化热风干燥紫薯的干燥特性及过程模拟

为探讨直触式超声对热风干燥过程的强化效果,以紫薯为干燥试材,利用超声热风干燥设备,研究不同干燥温度(40、50、60、70℃)及不同超声功率(0、30、60 W)条件下,紫薯片的干燥特性和品质变化规律,并利用Weibull函数对干燥过程进行了动力学模拟。结果表明:随着干燥温度的升高和超声波功率的增加,干燥时间明显缩短,干燥速率显著提高;Weibull分布函数可实现较高的模型精度;尺度参数α范围在92.317~345.764 min之间,且随着干燥温度升高和超声功率增大而减小,形状参数β在0.817~1.032之间,表明超声强化热风干燥紫薯的干燥过程由内部扩散阻力控制;水分扩散系数D_(cal)的范围为1.205×10~(-10)~4.513×10~(-10) m~2/s,其值随干燥温度和超声功率的升高而增大;干燥活化能随着超声功率的增加而相应减少;在相同超声功率下,随着干燥温度升高,总酚和总黄酮含量基本呈现先升高后下降的趋势;在较低干燥温度条件下,增大超声功率有利于提高总酚和总黄酮含量,但在较高温度条件下,增大超声功率则不利于总酚和总黄酮成分的保持。将超声技术用于热风干燥过程的强化可有效提高干燥速率和干燥品质。     

热风风速和相对湿度对扇贝柱干燥特性及品质的影响

本试验以海湾扇贝柱为原材料,进行薄层干燥试验,研究恒定风温下不同热风风速、相对湿度对产品干燥特性和品质的影响。测定干燥过程中水分含量和水分活度（Aw）的变化,并对所得产品的收缩率、复水率、色泽、质构等品质特性进行了比较分析。结果表明, 整个干燥过程均处于降速干燥阶段,起始阶段干燥速率下降最快,随着干燥时间的延长,干燥速率逐渐平缓。提高风速、降低热风相对湿度都可以显著缩短干燥时间,水分活度（Aw）下降速也越快。不同热风风速和相对湿度对干贝的质构特性、收缩率和复水率也有显著影响,但是对干贝色泽影响并不显著。综合考量干燥速率和干制品品质,选择热风风速为0.8~1.2 m/s、热风相对湿度在8%左右为较适宜的海湾扇贝柱热风干燥条件。     

大产量气垫式皮带输送机内部流场分析

基于计算流体力学对气垫式皮带输送机内部气体流场进行仿真模拟,根据内部流场运行状态并结合实际工作载荷,求出流场最优进风速度,最佳气孔大小以及最理想气垫气膜厚度,同时对气孔的形状进行优化设计,为气垫式皮带输送机的设计提供理论依据。     

真空冷冻-热风联合干燥对草莓品质的影响

以草莓为原料,研究真空冷冻干燥与不同时间、温度热风联合干燥对其品质的影响。从干燥后草莓的色泽、花色苷、硬度、气味、挥发性物质、水分流动性等指标比较热风干燥阶段中热风温度和时间对草莓的品质的影响。结果表明:真空冷冻干燥结合60℃2.5 h、70℃2 h、80℃1.5 h热风干燥条件下,能较好的维持草莓的色泽,减少花色苷的损失,且硬度适中。结合电子鼻和GC-MS对挥发性风味物质的分析,真空冷冻干燥结合80℃1.5 h热风干燥条件下,草莓中的挥发性物质保存的较好。通过低场核磁测定发现,真空冷冻与80℃1.5 h热风联合干燥,水分流动性较弱,与冻干样品接近,草莓结构保留较好。因此,真空冷冻干燥结合80℃1.5 h热风干燥在保持草莓色泽及其营养品质、挥发性成分等方面均有较好的优势。     

气调与热风干燥对毛竹笋干燥速度与干制品品质的影响

以提高毛竹笋干燥速度与干制品品质为目的,采用QTM实验设备进行气调与热风干燥对比试验,分析表明:脱水过程中的干燥速度及干制品品质的一系列变化,气体的含氧量是一重要影响因素。采用气调方式,降低干燥过程中的气体含氧量可明显提高竹笋干燥速度及干制品品质。在干燥室气体的氧气含量相同状态下,毛竹笋采用充二氧化碳降氧干燥更为理想。     

热风与微波及其联合干燥对菠菜干制效果的影响

分别采用不同热风温度、不同微波功率和热风与微波联合的方法对菠菜进行干燥,研究热风干燥与微波干燥及其联合干燥对菠菜复水性、VC保留及色值的影响。结果表明：最佳干燥工艺为前期采用50℃热风干燥,转换点含水率为60%,后期采用功率540W进行微波干燥;在此条件下,联合干燥比热风干燥缩短了干燥时间约40%～50%,VC保留率提高了39.1%～44.3%,菌落总数降低到3.59～4.51(lg(CFU/g)),产品的水分含量为8%(湿基)。说明热风微波联合干燥可以很好地保持菠菜的品质,同时使菌落总数降至安全范围。     

热风与微波及其联合干燥对香椿芽品质的影响

以香椿芽为材料,比较研究热风干燥、微波干燥和热风-微波联合干燥3 种方式对香椿芽干燥特性和品质的影响。结果表明,60 ℃热风干燥和550 W微波干燥所得干制品的综合评价值较大,分别为0.890和0.884。热风-微波联合干燥的最佳干燥工艺条件为前期采用60 ℃热风干燥至转换点干基水分含量0.67 kg/kg,后期采用功率330 W进行微波干燥;在此条件下,联合干燥所得干制品的综合评价值为0.972。说明热风-微波联合干燥可以很好地保持香椿芽的品质。     

马铃薯薄片干燥过程热变形量分析

为研究马铃薯薄片热风干燥过程中热变形量变化,本文通过三维点云结合数字图像分析技术,研究不同直径（22、33、44 mm）和厚度（1、3、5 mm）马铃薯薄片在干燥过程中形态变化情况。将三维点云数据转换至16 位灰度图像,根据所获取图像特征,采用阈值分割、形态学处理及中值滤波等数字图像处理方法实现了马铃薯薄片高度信息离群点去除、孔洞填充;通过马铃薯薄片时变伪彩色等高线图,结合干燥收缩机制解析翘起高度（简称“高度”）时变情况,干燥过程中高度收缩经历了规律性翘曲、坍塌和卷曲3 个阶段;以高度均值变化率为量化指标,发现高度均值变化率拐点时间点与厚度呈正相关,与直径无关,拐点前不同个体高度具有较高的一致性,拐点后高度个体差异性明显。提取了拐点和终止点处的均值变化率及平行样品之间的方差为特征点进行分析,发现在拐点处,直径和厚度对均值变化率和方差均影响不大,在厚度为5 mm时,其均值变化率的平均值为－39.55%;在终止点处,均值变化率、方差与直径成正相关,与厚度呈负相关关系,厚度为1 mm、直径为44 mm的马铃薯薄片均值变化率和方差分别达到了317.38%和199.34%。本实验以高度值为指标,对马铃薯薄片干燥过程中的形态变化分析,可为后续干燥工艺智能化控制提供理论依据。