本文關(guān)鍵詞：渦旋水流清洗技術(shù)的機理與實驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：清洗在農(nóng)產(chǎn)品、食品加工中是一個非常重要的環(huán)節(jié)。目前我國生產(chǎn)的果蔬清洗設(shè)備與國外的設(shè)備相比仍有很大的差距,開發(fā)新型的果蔬清洗機有重要的意義,高效、節(jié)能是果蔬清洗設(shè)備開發(fā)研究的重點方向,因而本文選用渦旋水流清洗方式,設(shè)計具有單渦旋和雙渦旋清洗方式的果蔬清洗機,采用理論方法與數(shù)值分析研究了單、雙渦旋水流清洗動力特性,并通過實驗研究了渦旋水流清洗果蔬的效果,具體工作內(nèi)容如下:1.設(shè)計并加工了渦旋式水流清洗樣機,從理論上對該設(shè)備的水流損失與物料受力進(jìn)行了計算,雙渦旋流動時流量損失較小,而單渦旋流動時射流沖擊力較大;應(yīng)用清洗樣機進(jìn)行了初步實驗研究,渦旋水流清洗較適用于體積較小些的水果、葉菜類的以及小體積的塊莖類的蔬菜。2.采用計算流體力學(xué)方法對清洗機模型內(nèi)單渦旋、雙渦旋水流清洗動力特性進(jìn)行數(shù)值研究,采用兩相流方法驗證邊界條件設(shè)置的合理性,數(shù)值計算結(jié)果采用粒子示蹤實驗方法進(jìn)行驗證,依據(jù)結(jié)果對影響清洗槽內(nèi)單、雙渦旋水流運動情況的因素進(jìn)行了分析,包括入口總流量Q、橫向射流噴嘴中心平面位置H、縱向射流噴嘴與橫向射流噴嘴高度差h、橫向射流管與縱向射流管入口流量比R以及夾角?,并對相同條件下的單、雙渦旋數(shù)值分析結(jié)果進(jìn)行了比較,揭示渦旋式水流清洗機理及其對清洗樣機結(jié)構(gòu)和性能的影響。分析結(jié)果表明,邊界條件設(shè)置是合理的,Q和H對槽體內(nèi)流場分布影響不大,高度差h對形成雙渦旋流動有一定影響;而流量比R影響很大,流量比為2時,槽體內(nèi)形成的渦旋流動較理想;夾角?對槽體內(nèi)形成雙渦旋流動影響較大,夾角較小時形成的雙渦旋流動較理想;相同條件下,單渦旋湍流運動較雙渦旋流動時強烈,但雙渦旋流動分布較好。3.通過實驗對渦旋水流清洗果蔬進(jìn)行了清洗效果的研究,主要以清洗后樣品中菌落數(shù)為評價指標(biāo),對影響單、雙渦旋清洗小青菜和櫻桃番茄清洗效果的因素進(jìn)行了響應(yīng)面實驗分析,包括清洗時間、物料量和流量比。結(jié)果說明,若使物料更好地形成渦旋流動,則需根據(jù)物料特性來選擇水流清洗方式;雙渦旋水流清洗的效果優(yōu)于單渦旋清洗;清洗時間影響最明顯,清洗時間和物料量的交互作用對清洗小青菜影響顯著,而清洗櫻桃番茄時,清洗時間和流量比的交互作用影響較大。
【關(guān)鍵詞】：果蔬清洗 渦旋水流 數(shù)值分析 清洗效果
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB490
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 果蔬清洗技術(shù)與設(shè)備10-11
• 1.2.2 清洗機理與實驗研究11-12
• 1.2.3 清洗機理數(shù)值研究12
• 1.3 課題研究的內(nèi)容和方法12-14
• 第二章 渦旋水流清洗樣機的設(shè)計14-24
• 2.1 射流清洗理論14
• 2.2 清洗樣機的制造14-18
• 2.2.1 清洗樣機的結(jié)構(gòu)14-15
• 2.2.2 清洗槽結(jié)構(gòu)設(shè)計15-16
• 2.2.3 離心泵的選型16-17
• 2.2.4 管路設(shè)計17
• 2.2.5 其他部件17-18
• 2.3 水流清洗參數(shù)的確定18-23
• 2.3.1 水流損失18-20
• 2.3.2 物料受力分析20
• 2.3.3 適用范圍20-21
• 2.3.4 最大清洗量21
• 2.3.5 清洗性能曲線21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 單渦旋水流流動數(shù)值分析24-39
• 3.1 流體動力學(xué)基礎(chǔ)24-26
• 3.1.1 控制方程24
• 3.1.2 計算模型24-25
• 3.1.3 Standard k -ε 模型計算公式25-26
• 3.1.4 Standard k -ε 模型控制方程26
• 3.2 清洗槽內(nèi)單渦旋流場數(shù)值計算26-29
• 3.2.1 物理模型26-27
• 3.2.2 數(shù)值方法與邊界條件27-28
• 3.2.3 邊界條件驗證28-29
• 3.3 計算結(jié)果分析和討論29-37
• 3.3.1 實驗驗證29-30
• 3.3.2 單渦旋三維流動特征30-32
• 3.3.3 多噴嘴射流流動特性32-34
• 3.3.4 橫向射流中心平面內(nèi)流速分布34-36
• 3.3.5 橫向射流噴嘴截面位置處渦旋運動36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-39
• 第四章 雙渦旋水流流動數(shù)值分析39-55
• 4.1 物理模型與數(shù)值方法39-40
• 4.2 計算結(jié)果分析和討論40-50
• 4.2.1 實驗驗證40-41
• 4.2.2 雙渦旋三維流動特征41-42
• 4.2.3 多噴嘴射流運動特性42-44
• 4.2.4 橫向射流中心平面內(nèi)流度分布44-46
• 4.2.5 橫向射流噴嘴截面位置處渦旋運動46-48
• 4.2.6 夾角 θ 對清洗槽內(nèi)流場分布的影響48-50
• 4.3 單雙渦旋流場比較分析50-53
• 4.3.1 三維特征比較50-51
• 4.3.2 射流運動特性比較51-52
• 4.3.3 渦旋湍動特征比較52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 第五章 渦旋水流清洗效果的研究55-70
• 5.1 實驗材料與流程55-56
• 5.1.1 物料與試劑55
• 5.1.2 儀器與設(shè)備55
• 5.1.3 評價指標(biāo)55-56
• 5.1.4 操作流程56
• 5.2 實驗方案設(shè)計56-57
• 5.2.1 單因素實驗56-57
• 5.2.2 響應(yīng)面實驗設(shè)計57
• 5.3 單因素實驗結(jié)果與分析57-60
• 5.3.1 清洗時間的影響57-58
• 5.3.2 物料量的影響58-59
• 5.3.3 橫縱向射流流量比的影響59-60
• 5.4 響應(yīng)面實驗結(jié)果與分析60-69
• 5.4.1 單渦旋清洗小青菜60-63
• 5.4.2 單渦旋清洗櫻桃番茄63-65
• 5.4.3 雙渦旋清洗小青菜和櫻桃番茄65-68
• 5.4.4 單雙渦旋清洗效果比較68-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 主要結(jié)論與展望70-72
• 主要結(jié)論70-71
• 創(chuàng)新點71
• 展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 附錄: 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文76

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：502706