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

【摘要】：清洗在農產品、食品加工中是一個非常重要的環(huán)節(jié)。目前我國生產的果蔬清洗設備與國外的設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,具體工作內容如下:1.設計并加工了渦旋式水流清洗樣機,從理論上對該設備的水流損失與物料受力進行了計算,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;應用清洗樣機進行了初步實驗研究,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.采用計算流體力學方法對清洗機模型內單渦旋、雙渦旋水流清洗動力特性進行數(shù)值研究,采用兩相流方法驗證邊界條件設置的合理性,數(shù)值計算結果采用粒子示蹤實驗方法進行驗證,依據結果對影響清洗槽內單、雙渦旋水流運動情況的因素進行了分析,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)值分析結果進行了比較,揭示渦旋式水流清洗機理及其對清洗樣機結構和性能的影響。分析結果表明,邊界條件設置是合理的,Q和H對槽體內流場分布影響不大,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,槽體內形成的渦旋流動較理想;夾角?對槽體內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,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行了響應面實驗分析,包括清洗時間、物料量和流量比。結果說明,若使物料更好地形成渦旋流動,則需根據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。
【關鍵詞】：果蔬清洗 渦旋水流 數(shù)值分析 清洗效果
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 國內外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 果蔬清洗技術與設備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 課題研究的內容和方法12-14
• 第二章 渦旋水流清洗樣機的設計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 清洗樣機的結構14-15
• 2.2.2 清洗槽結構設計15-16
• 2.2.3 離心泵的選型16-17
• 2.2.4 管路設計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 流體動力學基礎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 儀器與設備55
• 5.1.3 評價指標55-56
• 5.1.4 操作流程56
• 5.2 實驗方案設計56-57
• 5.2.1 單因素實驗56-57
• 5.2.2 響應面實驗設計57
• 5.3 單因素實驗結果與分析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 響應面實驗結果與分析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69-70
• 主要結論與展望70-72
• 主要結論70-71
• 創(chuàng)新點71
• 展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-76
• 附錄: 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文76

【參考文獻】

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

本文編號：502706