基于Fluent-EDEM耦合的茶叶红外杀青机滚筒内流场数值模拟

基于Fluent-EDEM耦合的茶叶红外杀青机滚筒内流场数值模拟

论文摘要

针对目前茶叶杀青机存在杀青不均匀、热能利用率低等缺陷,提出了一种以红外辐射为热源的滚筒式杀青机,将红外热源置于滚筒中心,采用Fluent-EDEM耦合杀青过程中的离散场、流场和温度场,并进行耦合分析,在流体软件Fluent中设置湍流模型和辐射模型,在离散元软件EDEM中建立茶叶与茶叶及茶叶与滚筒的接触模型,耦合求解计算得到杀青机滚筒内流场温度分布和杀青叶升温曲线,实现对茶叶杀青过程中流场的数值模拟,并与同型号的电加热滚筒内流场模拟结果进行比较。模拟结果表明,电加热结构的温度流场在滚筒内均匀分布,热能利用率低;而红外杀青机滚筒内流场温度分布主要集中在滚筒右部及底部,能将大部分热能直接辐射到杀青叶上,热能利用率高,该杀青装置能使杀青叶在短时间内快速升温,从而快速钝化酶的活性,提高茶叶品质。红外杀青机滚筒内的温度实测值与模拟值的相对误差约为0.99%,说明模拟过程中参数设置是合理的。

论文目录

  • 1 茶叶红外杀青机整体结构及工作原理
  •   1.1 整体结构
  •   1.2 工作原理
  • 2 数值模拟及分析
  •   2.1 欧拉耦合数学模型
  •     2.1.1 Fluent-EDEM阻力模型
  •     2.1.2 流体守恒定律
  •     2.1.3 热传递理论
  •   2.2 仿真模型建立
  •   2.3 初始条件及边界条件确定
  •     2.3.1 红外辐射加热杀青机
  •     2.3.2 电加热杀青机
  •   2.4 Fluent-EDEM耦合参数设置
  • 3 鲜茶叶杀青过程中滚筒内温度场分布模拟结果分析
  •   3.1 红外加热与电加热滚筒内温度场分布对比
  •   3.2 试验验证
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 虞文俊,吴瑞梅,李红,裴刚,金山峰,黄超强,朱任章,杨普香,熊爱华

    关键词: 茶叶,辐射杀青,电加热杀青,温度场,耦合

    来源: 食品与机械 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 轻工业手工业

    单位: 江西农业大学工学院,江西省蚕桑茶叶研究所

    基金: 江西省重点研发计划项目(编号:20171ACF60004),江西省茶叶产业技术体系(编号:JXARS-02)

    分类号: TS272.3

    DOI: 10.13652/j.issn.1003-5788.2019.08.020

    页码: 104-109+120

    总页数: 7

    文件大小: 2262K

    下载量: 519

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