收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

超高压微型撞击流技术的理论与应用研究

李光霁  
【摘要】: 颗粒细化技术作为支持高新技术工业最重要的技术之一受到学术界和企业界广泛的关注,但是目前对液体颗粒的细化研究无论在理论研究还是应用技术等方面都存在着不足。本文的研究正是以其为出发点,提出一种将超高压技术、微型通道流动技术、撞击流技术三者有机地结合起来的新技术、新方法,用以探讨液体颗粒的细化。 超高压技术由于具有瞬间压力、作用均匀、操作安全和耗能低的特点被广泛应用酒类催陈、食品加工等重要领域,微型设备由于其体积小,保压效果好,所能达到的压力高,对超高压能量利用率高,同时由于线尺度小,使得一些物理量的梯度增加很快,传质推动力增加,从而具有混合效果好等特点。撞击流技术是通过两股高速射流的强烈撞击,使颗粒间相互的碰撞、互磨产生的剪切力和挤压力从而使液体颗粒细化。因此如何把三者技术优势进行有效整合并运用到颗粒细化中是本文研究的重点。 本文通过对超高压下微型管道流动特性、超高压下微射流撞击壁面的流动特性以及超高压下微射流对撞的流动特性等理论分析研究,对相关理论进行进一步推导和证明,实现了对现有理论的完善和拓展,同时结合超高压技术、微型通道流动技术、撞击流技术的理论研究设计优化了两种超高压微型撞击流装置结构,并对该装置在食品和酒类等领域的应用进行了实验研究。 (1)超高压微流道流动特性研究 对超高压微流道流动特性、流场进行研究,从尺寸效应、边界层影响和质量和动量传递三方面阐述了微通道流动特性。详细分析了截面为方形时的边长和比表面积的对应关系和截面为圆形时直径和比表面积的对应关系,在圆管中边界层积分方程的基础上,-推导了宏观圆形管内湍流的速度边界层厚度方程和核心区速度方程,微尺寸圆形管内的速度边界层厚度方程和核心区速度方程,在此基础上结合比表面积的计算分析了微尺寸通道中流体的质量传递和动量传递特性。详细分析了在超高压状态下,微尺寸圆管的流动特性,建立了实验模型,进行数值计算,对其在不同介质下、不同压力下的速度分布、压力分布、壁面剪切应力分布的规律及变化趋势进行总结。对比分析了在同等条件下微尺寸圆管和宏观尺寸圆管内流动的差别,得出微尺寸圆管内流动的优势。 (2)超高压约束微射流撞击壁面的特性研究 总结、推导了超高压轴对称约束微射流轴心速度分布公式和半扩展厚度公式。对超高压微射流撞击壁面用不同的湍流模型进行数值模拟,找出最适合微射流撞击壁面湍动场的湍流模型,研究了总结了超高压微射流撞击壁面的流动行为及其流场结构特点。 (3)超高压微型撞击流的特性研究 研究了超高压微型撞击流(相撞)的流动特性,详细进行数值计算,分析了轴向方向的速度,径向方向的速度,动压,静压,总压以及湍动能分布曲线图,总结了超高压微型撞击流的流动特性,得出了超高压微型撞击流的流场特性分布的规律,并对其进行分析解释。 (4)超高压微型撞击流装置结构的设计优化 设计了两种超高压微型撞击流装置结构,阐述了撞击速度作为衡量撞击效果依据的理由,分别对超高压微型撞击流发生器两种结构的尺寸进行优化,比较两种结构的优点和缺点。 (5)超高压微型撞击流技术的实验研究 根据液体相溶的特性,分别选取油-水混合物、果汁、酒-三类物质,对设计的超高压微型撞击流装置的两种结构进行实验研究,确定最佳结构和适宜的运行参数,分析制备微乳液、处理苹果汁和酒类催陈的机理,提出了将动态和静态处理方式相结合来提高供给压力的新方法,总结经验,为工业化积累必要的原始资料。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈在佴;;饮食革命:高压烹[J];科学之友;1994年09期
2 凡明朗;叶盛英;宋贤良;田青玫;;超高压对植物淀粉影响研究进展[J];中国食品工业;2006年12期
3 张勇;段旭昌;白艳红;毛多斌;杨公明;;超高压处理对牛乳中游离氨基酸影响的研究[J];食品科技;2007年09期
4 方亮;江波;张涛;;高压中温协同处理对猕猴桃果汁流变特性影响初探[J];食品与发酵工业;2008年03期
5 武玉艳;李汴生;阮征;黄娟;;热协同超高压对不同介质中嗜热脂肪芽孢杆菌芽孢的灭活作用[J];食品与发酵工业;2009年04期
6 苏丹;李树君;赵凤敏;刘威;张兰芳;;超高压处理对大豆分离蛋白结构的影响[J];食品科技;2009年12期
7 刘延奇;周婧琦;赵光远;张文叶;王倩;陈鹏飞;杨公明;;超高压处理对脱脂马铃薯淀粉结晶结构的影响[J];中国粮油学报;2007年06期
8 黄琴;贺稚非;龚霄;郭辽朴;伍先绍;;超高压灭菌技术及其在食品工业中的应用[J];四川食品与发酵;2008年03期
9 张海峰;白杰;张英;金文刚;;超高压对肉类品质影响的研究进展[J];肉类工业;2009年08期
10 聂兴龙;汪洪流;江红波;;超高压技术对肉制品加工的影响[J];肉类工业;2009年11期
11 张中义;晁文;李东岭;蔡永艳;;Nisin协同下的甜米酒超高压杀菌研究[J];粮油加工;2010年09期
12 易俊洁;李琳;冯仑;陈芳;廖小军;胡小松;;超高压处理酸菜褐变机理初探[J];食品工业科技;2010年12期
13 杜宗绪;韩世栋;巨荣峰;王效华;;食品超高压处理技术及其应用[J];潍坊高等职业教育;2008年04期
14 李汴生,陈中,薛凤照,孙亮,周居易;不同乳粉溶液超高压处理后理化性质的变化[J];食品工业科技;1998年05期
15 黄亚东;EPT技术在黄酒杀菌中的应用研究[J];酿酒;2004年03期
16 谢慧明;张文成;潘见;杨毅;陈宝胜;;淡水小龙虾中金黄色葡萄球菌超高压杀菌模型建立[J];食品科学;2006年11期
17 高瑀珑;鞠兴荣;吴定;;微热协同超高压处理杀灭芽孢杆菌芽孢效果的研究[J];食品科学;2007年03期
18 张勇;段旭昌;李绍峰;薛长雷;杨公明;;超高压杀菌、灭酶影响因素探讨[J];食品研究与开发;2007年07期
19 王章存;徐贤;;超高压处理对蛋白质结构及功能性质影响[J];粮食与油脂;2007年11期
20 赵俊芳;高愿军;吴光辉;;超高压技术在水果加工中的应用[J];农业工程技术(农产品加工);2007年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑文钟;于勇;李建平;朱松明;;农产品超高压加工新技术研究与发展[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
2 刘延奇;周婧琦;赵光远;张文叶;王倩;陈鹏飞;杨公明;;超高压处理对脱脂马铃薯淀粉结晶结构的影响[A];中国食品科学技术学会第五届年会暨第四届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2007年
3 程珍珠;赵伟;杨瑞金;;超高压提高马鲛鱼鱼糜凝胶性能及其机制研究[A];中国食品科学技术学会第八届年会暨第六届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2011年
4 王根才;陈绍军;白艳红;李莉;王梅英;;超高压处理对冷却肉抑菌效果的影响[A];福建省农业工程学会2006年学术年会论文集[C];2006年
5 闫雪峰;赵有斌;;超高压处理对树莓汁杀菌效果的影响[A];中国机械工程学会包装与食品工程分会2010年学术年会论文集[C];2010年
6 李威;张微;李汴生;阮征;;超高压和热灭菌对红肉火龙果汁品质的影响[A];2010年中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会学术年会暨华南地区农产品加工产学研研讨会论文摘要集[C];2010年
7 王孝邦;黄晨;王丽慧;;建筑垂直外壁面温度变化规律的实验研究[A];上海市制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年
8 刘威;李树君;叶金鹏;赵有斌;;超高压食品加工技术研究现状[A];农业机械化与全面建设小康社会——中国农业机械学会成立40周年庆典暨2003年学术年会论文集[C];2003年
9 宋丹丹;马永昆;蒋家奎;江霆;;超高压处理对大蒜挥发性风味物作用的研究[A];中国食品科学技术学会第五届年会暨第四届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2007年
10 林怡;毛明;詹耀;于勇;和劲松;朱松明;;超高压处理对杨梅鲜果感官品质的影响[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李光霁;超高压微型撞击流技术的理论与应用研究[D];华东理工大学;2010年
2 夏远景;超高压食品处理工艺基础研究[D];大连理工大学;2012年
3 黄训端;芽孢类细菌超高压处理技术研究[D];合肥工业大学;2007年
4 方亮;超高压处理对猕猴桃果汁杀菌钝酶效果和品质的影响[D];江南大学;2008年
5 韩衍青;应用超高压技术延长低温火腿的货架期[D];南京农业大学;2011年
6 李汴生;超高压处理蛋白质和多糖胶体特性的变化及其机理研究[D];华南理工大学;1997年
7 李艳红;鹰嘴豆蛋白酶解物的制备及其抗氧化肽的研究[D];江南大学;2008年
8 钟昔阳;小麦谷朊粉超高压改性加工研究[D];合肥工业大学;2009年
9 王蕾;固壁有速度滑移的微流控系统电动流动研究[D];华中科技大学;2012年
10 宋云超;气液两相流动相界面追踪方法及液滴撞击壁面运动机制的研究[D];北京交通大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛路舟;超高压处理对生物大分子的影响研究[D];大连理工大学;2010年
2 闫雪峰;超高压处理对树莓汁杀菌效果影响的研究[D];中国农业机械化科学研究院;2010年
3 雒莎莎;超高压处理对鳙鱼品质的影响[D];浙江大学;2012年
4 王琎;超高压处理生鲜金枪鱼片保鲜研究[D];华南理工大学;2011年
5 杭瑜瑜;超高压处理对副溶血性弧菌的影响及其在鱼糜制品中的应用研究[D];浙江工商大学;2010年
6 朱瑞;脉冲式超高压处理对食品的杀菌和贮藏期品质的影响[D];浙江大学;2012年
7 高嘉琦;超高压处理对燕麦方便米饭原料特性的影响[D];内蒙古农业大学;2012年
8 张微;超高压和热处理对热带果汁品质影响的比较研究[D];华南理工大学;2010年
9 向晨茜;超高压处理对鲜榨橙汁品质影响研究[D];西南大学;2012年
10 甘晓玲;超高压处理对南美白对虾虾仁的品质影响[D];浙江大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 施平;用超高压技术保鲜食品[N];科技日报;2007年
2 孔凡真;采用食品包装新技术有利食品安全[N];中国包装报;2007年
3 刘培香初霞;反恐爬壁机器人在哈诞生[N];哈尔滨日报;2007年
4 陈卫国 本报记者 范建;“十一五”科技展:吃的科学成农大强项[N];科技日报;2011年
5 ;云冈千佛像[N];大同日报;2006年
6 ;各异空间 各异植饰[N];中华建筑报;2002年
7 记者 缪惟民;“紫江彩印”印出我国首张无胶粘贴地图[N];中国包装报;2007年
8 中共榆树市委书记 张晓华;全力打造全国县级经济强市[N];中国经济导报;2007年
9 云冈石窟研究院 刘建军;北魏洞窟究竟是如何开凿的[N];中国文物报;2006年
10 银月装饰 设计部;如何巧设更衣间[N];重庆商报;2000年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978