基于受控切割机理的食品物料超细粉碎技术的研究

摘要

本文首先介绍了受控切割超细粉碎机国内外发展现状与趋势，分析了受控切割超细粉碎机的工业应用与市场地位，并从理论上探讨了受控切割超细粉碎机应用于工业领域及众多行业的可行性。其次，建立和分析受控切割超细粉碎设备的整体结构和关键结构，并分析了微型切割头上刀片的磨损、耐用度和材料。然后，结合湿法超细粉碎的相关理论和受控切割超细粉碎技术的相关研究成果，对受控切割超细粉碎的作用机理给予了初步说明，推导出达到受控切割时叶轮的临界转速公式，并依据流动泵的原理推导出受控切割超细粉碎机的能量特性，探讨分析了受控切割超细粉碎机关键参数(操作参数、原料参数和关键结构参数)对粉碎过程的影响。最后，运用FLUENT软件对流场进行数值计算模拟，得到了微型切割头内流体流场各位置上相关物理量的分布情况，流体流速度梯度很大，以及流场内静压的变化也非常剧烈，这都使得流场内产生了极强的作用力场，也保证了物料能够紧贴微型切割头内侧而不发生随机移动，随着叶轮一起旋转，达到受控切割。 本课题所得到的结论为新型超高速受控切割超细粉碎机，尤其是其关键部件的研发和设计提供了理论参考，并为以后进一步的研究奠定了理论基础。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1课题简介

1.1.1超细粉碎技术在各领域中的作用及地位

1.1.2受控切割超细粉碎技术的特点及应用

1.2受控切割超细粉碎国内外研究现状及发展趋势

1.2.1国内研究发展状况

1.2.2国外研究发展状况

1.2.3我国超细粉碎技术的发展趋势

1.3课题研究内容及方法

第二章受控切割设备关键部件模型的建立与分析

2.1受控切割关键部件总体设计

2.2高速叶轮模型的建立与分析

2.2.1二维模型的建立

2.2.2三维模型的建立

2.3微型切割头模型的建立与分析

2.3.1微型切割头模型的建立

2.3.2微型切割刀片的磨损和耐用度

2.3.3微型切割刀片的材料

第三章受控切割超细粉碎机理研究

3.1机理分析

3.1.1高速叶轮的送料机理分析

3.1.2受控切割机理分析

3.2受控切割超细粉碎机能量特性

3.2.1受控切割超细粉碎机能量特性分析

3.2.2受控切割超细粉碎机能量分散特性分析

3.3受控切割超细粉碎机关键参数对粉碎的影响分析

3.3.1操作参数的影响分析

3.3.2原料参数的影响分析

3.3.3结构参数的影响分析

第四章受控切割腔内流场CFD模拟分析

4.1流体力学研究方法选择

4.2 CFD流场模拟的总体方案分析

4.2.1 FLUENT软件简介

4.2.2FLUENT求解步骤

4.3受控切割腔内流场计算模拟

4.3.1创建几何模型和网格模型

4.3.2选择求解器及运行环境

4.3.3确定计算模型

4.3.4设置边界条件及相关参数

4.4计算结果的后处理及分析

4.4.1计算结果检验

4.4.2流场各位置上基本物理量的分布情况

4.4.3其他相关物理量分布情况

4.5其他叶轮转速下受控切割腔内流场模拟

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

附录

硕士期间发表论文