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《浙江工业大学》 2012年
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基于离散元的茶叶杀青过程数值模拟与杀青机参数优化研究

何磊  
【摘要】:茶叶加工工艺与设备是茶业的基础,对茶业的发展起着举足轻重的作用。茶叶加工工艺极其复杂,对加工设备的要求也很高。杀青是绿茶初制的第一道工序,也是关键工序,对绿茶品质的形成至关重要。滚筒杀青机以其杀青效率高、杀青叶品质稳定等特点,在市场上应用广泛。因此,通过数值模拟茶叶杀青过程,进而对滚筒杀青机结构进行优化,对于实际生产具有重要的意义。 本文以6CST-50型滚筒杀青机为原型,基于离散单元法的PFC3D (Particle Flow Code of Three-dimensional)软件,建立了杀青机筒体结构的三维仿真模型,对滚筒杀青机杀青过程进行热-机械耦合分析。本文分别从温度场和应力场两方面分析茶叶杀青过程,并提出了相关控制模型,得到以下结论: (1)滚筒杀青机进行茶叶杀青时,存在最佳转速,转速过大不利于叶温迅速升温和叶温均匀性,转速过低则会降低杀青效率且出现焦边现象。 (2)增加滚筒高温区导叶板数量,使前段导叶板多于后段,有利于提高叶温均匀性,加快杀青叶升温,并促使茶叶水分的散失,水汽和青草味的散发。 (3)增加导叶板倾角,并采用“L”型导叶板,将提高茶叶在筒壁上的散度,有利于茶叶混合质量的提高,促使叶温迅速升温;同时,导叶板倾角增大时,杀青叶所受的切应力增大,有利于杀青叶成形。 (4)在保证杀青质量前提下,滚筒平均壁温和滚筒倾角呈双指数函数关系;杀青效率和滚筒倾角呈二次函数关系。 本文基于上述研究,对6CST-50型滚筒杀青机结构和运动参数进行了优化,通过对比实验测试,认为优化后的杀青机在杀青质量、生产效率和能源利用率等方面均具有显著优势。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TS272.4

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