本文關鍵詞：淹沒水射流柑橘分瓣技術研究

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【摘要】：柑橘罐頭生產過程中柑橘分瓣這一工序屬于勞動密集型環(huán)節(jié),完全依賴人工,勞動力成本巨大,分瓣效率低下,且分瓣過程中食品安全衛(wèi)生難以保障,嚴重制約了柑橘罐頭的生產效率。為此,本研究提出使用淹沒水射流柑橘分瓣技術和CFD數值分析方法,對淹沒射流場中產生的空化效應進行了仿真研究,且模擬仿真了不同噴嘴結構和射流參數對射流性能的影響,得到一組最佳匹配值,在該最佳參數匹配值的基礎上,采用CFD軟件與ANSYS Workbench相結合的流固耦合分析方法,研究了柑橘果肉表面及內部應力分布情況,初步分析了柑橘內部破壞機理,優(yōu)化了射流參數。為提高柑橘分瓣效率提供了理論指導和技術支持。(1)分析了淹沒水射流沖橘機理,將柑橘材料簡化為塑性材料,射流沖擊柑橘過程中切應力起主要作用,同時在此過程中產生的空化作用不可忽視。分析了噴嘴內部流道結構和水射流參數是影響射流沖擊流場性能和射流打擊力的重要因素。建立了空化效應模型,仿真得到了不同流場壓力下,空泡潰滅時間的變化規(guī)律。結果表明,流場壓力越高,空泡潰滅歷時越短,沖蝕破壞能力越強。(2)建立了二維噴嘴內外流場幾何結構模型并進行流場分析,討論了不同噴嘴結構及射流參數對射流流場性能的影響。結果表明:不同于自由射流,淹沒水射流速度核心段較短。收縮角對噴嘴內流場射流速度影響不小,但對射流等核速度的大小影響不大。噴嘴出口孔徑越小,射流核心速度增大,射流衰減較快,破壞直徑也逐漸減小。噴嘴的長徑比存在一個適中值。(3)研究了柑橘表面及內部應力、等效應力分布規(guī)律。研究表明:柑橘材料在受到水射流沖擊時,接觸面中心位置處于受壓狀態(tài)且壓應力值最大。在這一過程中柑橘材料受到的最大剪切應力位于距離沖擊表面中心下方大約0.5倍噴嘴直徑處。由于空化現象的存在,存在一個最優(yōu)靶距的問題。進一步仿真結果顯示,當噴距為50mm時,柑橘材料應力分布情況最佳。將所得仿真數據與實驗數據相比較,驗證了淹沒射流沖橘流固耦合仿真的準確性與合理性。
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TS295.6

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 湯亮;郭衛(wèi)林;龔發(fā)云;王亮;潘明錚;張董潔;;基于FLUENT的搖蓋式異形盒煙支入盒工藝優(yōu)化設計[J];包裝工程;2016年11期

2 雷傳超;鄧松圣;管金發(fā);陳曉晨;張滕飛;;淹沒型空化水射流流場數值模擬與沖蝕實驗研究[J];重慶理工大學學報(自然科學);2015年12期

3 龔曙光;何峰;劉克儉;隆香花;;高速空氣射流沖擊顆粒物料層的參數特性[J];機械工程學報;2015年15期

4 陳曉晨;鄧松圣;郭聯歡;黃龍;;不同形狀噴嘴內流場模擬分析[J];后勤工程學院學報;2015年01期

5 湯亮;葉方平;龔發(fā)云;錢坤;;湍流模型在折流板換熱器殼側結構優(yōu)化中的應用[J];安徽大學學報(自然科學版);2015年02期

6 宋守許;田光濤;余德橋;;超高壓水射流破碎子午線輪胎機理[J];機械工程學報;2014年12期

7 盧義玉;蔣林艷;夏彬偉;左偉芹;張賽;趙艷萍;;空化水射流結合Fenton處理硝基苯廢水的實驗[J];重慶大學學報;2010年09期

8 薛源;陶曉杰;;高壓水射流技術[J];儀器儀表用戶;2010年01期

9 向文英;盧義玉;李曉紅;馮欣艷;;淹沒磨料射流效應實驗研究[J];中南大學學報(自然科學版);2009年06期

10 王宗龍;胡壽根;姚文龍;;淹沒條件下超高壓磨料水射流切割巖石的實驗研究[J];水動力學研究與進展A輯;2009年02期

中國博士學位論文全文數據庫 前4條

1 黃飛;水射流沖擊瞬態(tài)動力特性及破巖機理研究[D];重慶大學;2015年

2 梁運培;高壓水射流鉆孔破煤機理研究[D];山東科技大學;2007年

3 徐依吉;超高壓水射流理論與應用基礎研究[D];西南石油學院;2004年

4 祁春節(jié);中國柑橘產業(yè)的經濟分析與政策研究[D];華中農業(yè)大學;2001年

中國碩士學位論文全文數據庫 前5條

1 張宏;淹沒條件下水射流破巖效率數值模擬[D];重慶大學;2012年

2 楊衛(wèi)化;水力深穿透射孔技術研究[D];大連理工大學;2009年

3 王丹丹;水射流沖擊破碎的數值分析[D];重慶大學;2008年

4 田忠;高速淹沒射流沖擊壓強的試驗和數值模擬研究[D];四川大學;2003年

5 陶彬;高壓水射流加工理論與技術基礎研究[D];大連理工大學;2003年

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