基于EDEM的滚筒烘丝过程物料运动行为研究

为揭示滚筒烘丝复杂系统的内在关系和规律,提升烘丝质量和物料利用率,提高企业生产过程质量控制水平,满足企业精细化生产需求,根据某卷烟厂烘丝生产线,建立滚筒烘丝设备模型、烟丝离散模型,并应用EDEM离散元仿真系统模拟计算滚筒内烟丝物料运动状态,分析不同典型工艺参数下烟丝在滚筒内的运动行为,得出烟丝物料行为的基本状态和规律。结果表明:EDEM仿真计算结果将密封滚筒内烟丝物料运动的“黑箱”过程“可视化”,将烟丝物料运动行为数字化表征;各物料颗粒的上抛高点、下落低点、水平移动距离有明显差异,但在滚筒内的总体运动轨迹呈周期性螺旋式向前运动;物料在滚筒中的运动行为主要有3种典型状态:持料上升运动、泻落运动、抛落运动。     

基于Fluent的滚筒烘丝机烘丝过程研究

为了揭示烟丝物料干燥系统的内在温度关系和规律,提升烘丝品质和物料利用率,满足企业精细化生产需求,通过某卷烟厂的干燥设备模型对上部烟叶品种的烟丝物料进行干燥研究,并应用Fluent软件系统模拟计算滚筒内烟丝物料温度传递规律,分析不同工艺参数下烟丝物料在滚筒内的温度传递规律。研究结果表明:(1)通过对不同的工艺参数下进行仿真计算,烟丝物料在温度上升阶段温度变化达到动态平稳状态的时间和滚筒长度有明显的差异,但总体都达到动态平稳的状态。(2)通过对不同的典型的工艺参数下进行仿真计算分析,确定了滚筒在转速为9 r/min,热风风速为0.5 m/s时工艺参数最佳。为该型号烟丝物料的滚筒烘丝干燥生产提供了理论依据。     

SH31型管板式烘丝机改造

针对SH31型烘丝机烘叶丝工序物耗偏高，水分自动控制偶尔失灵，干头干尾烟丝水分偏低的问题，将通过对烘丝机排潮除尘过滤网、筒温蒸汽管道进行适应性改造和在烘丝机入口增设干头干尾蒸汽喷射装置解决存在的问题，改造过后，工艺测试结果表明，烘丝工序物耗水平大幅度降低，除尘器灰沫量由改造前4．2kg／批降低到改造后0．35kg／批，水分自动控制系统工作正常，干头干尾烟丝水分偏低问题得到明显改善，达到既降低物耗水平，又提高工序加工质量的目的。     

苜蓿干燥与茎叶分离设备设计与CFD模拟

设计了滚筒式苜蓿干燥与茎叶分离设备,可在完成干燥的同时实现茎叶分离加工。采用预干燥滚筒与三回程干燥滚筒的组合结构,可实现苜蓿茎、叶的均衡干燥。利用CFD方法对设备内部的空气流场进行了仿真模拟,可以看出流场的风速分布反映了设备的结构特点,且不存在明显的涡流现象,能够满足输运物料、均衡干燥和茎叶分离的要求。风门开启面积对分离室内的风速影响显著,并且呈现出一定的规律。根据模拟结果可得,满足茎叶分离风速条件的风门最佳开启面积为(150×150)~(200×150)mm2。     

优化烘丝机工艺参数 降低卷烟单支含丝量

运用线性回归方程分析烟丝整丝率与单支含丝量相关的关系,结合正交实验,筛选出能提高烟丝整丝率和对感官质量均有较好影响的作为烘丝机的最佳工艺参数,为企业提高了经济效益。     

双轴卧式日粮混合机加工质量影响因素试验

对影响双轴卧式全混合日粮混合机加工质量的主要结构与运动参数、物料特性及装料顺序等因素进行了试验研究.提出了评价全混合日粮混合加工质量的指标--日粮混合均匀度及粒度.通过试验得出了其结构与运动参数、物料的主要特性、物料装料顺序对全混合日粮混合加工质量的影响规律.结果表明,日粮含水率适宜范围为30%～60%,物料的合理装料顺序为作物秸秆、青贮、干草、精料.     

弹性齿滚筒式甘蔗剥叶装置

为了解决整秆式甘蔗收获机剥叶过程由于多根喂入和带尾部剥叶造成含杂率和折断率高的问题,设计了弹性齿滚筒式甘蔗剥叶装置,阐述了喂入、输出滚筒和剥叶滚筒的结构和剥叶原理,确定了主要部件的结构参数。通过四因素三水平正交试验研究剥叶元件弹性齿角度、剥叶滚筒中心距、剥叶滚筒转速和喂入、输出滚筒转速等4个因素对含杂率、茎秆折断率和断尾率的影响和最优参数组合,在此基础上进行综合剥叶试验。结果表明,最优参数组合为：剥叶元件弹性齿角度90°、剥叶滚筒中心距310 mm、剥叶滚筒转速700 r/min和喂入、输出滚筒转速150 r/min。甘蔗单根连续喂入319.19 kg,含杂率为1.56%、茎秆折断率为20.45%、断尾率为65.97%;3~5根连续喂入274.52 kg,相应的剥叶指标依次为2.38%、25.93%和75.59%。     

番茄籽皮分离机分离滚筒的设计分析

为了提高番茄籽皮分离的效率,基于生产番茄酱后的副产物中各成分物料特性差异,研制出依靠分离滚筒和滚筒内部连续转动的刮板组件实现番茄籽皮分离的机器.介绍了番茄籽皮分离机的结构和工作过程,并简述了其分离原理.通过对分离原理的分析,并根据整个分离机的工作状况和分离质量的要求,提出了核心部件-分离滚筒各关键参数的确定方法.生产试验考核测定表明,番茄籽皮分离机能够满足实际生产要求.     

加料过程物料混合均匀性数字化表征评价研究

为揭示加料滚筒内复杂系统的内在关系和规律,满足企业自动化生产线的精细化生产需求,选取某规格一类制丝加料生产线,通过对加料设备建模,并建立烟丝、滚筒模型,仿真计算出滚筒内烟丝运动、料液分布状态。通过仿真数据、高速摄像图像处理技术与试验验证,构建了加料过程物料混合均匀性评价指标体系,提出了4项关键评价指标。采用主客观组合赋权法对烟丝混料均匀性评价指标进行赋权,得出烟丝混料均匀性效果,给相关企业制丝线的加香加料过程质量控制提供了参考依据。     

多功能饲草揉丝机内物料-气流耦合运动特性分析

多功能饲草揉丝机在实际应用中存在容易堵塞以及抛扔距离不满足使用要求等问题,这些问题均与机内物料-气流耦合运动特性有关。为了探究揉丝机内物料与气流耦合运动规律,采用计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)以及离散元(Discrete element method, DEM)耦合方法,建立物料揉丝过程中气流与散碎物料耦合作用模型,并对物料与气流之间的耦合运动规律进行数值模拟,通过气流速度测试与物料抛扔距离试验验证耦合模型与数值计算的准确性。研究表明：出料口4个测点的气流速度仿真值与实测值相对误差均在8.1%以内;额定转速范围内3种转速下物料平均抛扔距离数值计算结果与实测值相对误差均小于5%,验证了物料-气流耦合模型与数值计算结果的准确性。饲草物料破碎后沿着揉碎室内壁面做环流运动,并沿着出料管远离进料口一侧被抛出机外。揉丝机稳定运转后室内颗粒运动的最大速度始终在某一平均速度上下波动,速度均值体现了物料颗粒在锤片打击力作用下获得动能的大小。颗粒物料获得动能越大,装置越不易堵塞,物料的平均抛扔距离越远。研究结果可为揉丝机内物料-气流耦合运动特性优化、避免...     

油菜联合收获机切抛组合式纵轴流脱离装置设计与试验

针对传统油菜联合收获机链耙式输送器输送距离长、且易引起油菜高粗茎秆堵塞的问题,设计了一种切抛组合式纵轴流脱离装置,实现油菜的强制喂入、切断抛送、脱粒分离功能于一体,整机关键部件全部采用液压驱动,可保证其无级调速和运转平稳。通过对茎秆的运动学与动力学分析,确定了喂入辊、切碎滚筒和脱粒滚筒的结构参数与工作参数,以夹带损失率和功耗等为评价指标,开展了切碎滚筒转速、脱粒滚筒转速和脱粒间隙的正交试验。正交试验结果表明:较优参数组合为切碎滚筒转速450 r/min、脱粒滚筒转速450 r/min、脱粒间隙30 mm,此时夹带损失率为0. 415%,脱出物短茎秆质量分数为10. 43%,切碎滚筒和脱粒滚筒总功耗为4. 16 kW,排草口茎秆平均长度134. 8 mm,对应的旋风分离清选系统籽粒总损失率为6. 13%、清洁率为91. 97%。田间试验表明,切抛组合式纵轴流脱离装置能实现物料由割台至脱离装置的均匀连续输送和脱粒分离功能,可满足油菜联合收获机的作业要求。     

橡胶籽脱壳试验机工作参数优化与试验

为提高橡胶籽脱壳加工的脱壳率和降低其破碎率,本文结合橡胶籽物理特性,运用Box-Behnken试验设计理论进行关键部件工作参数试验与优化,重点研究橡胶籽脱壳试验机工作关键参数中滚筒转速、脱壳间隙、滚筒表面材料自流角对脱壳率、破碎率的影响规律,将脱壳率、破碎率作为响应指标进行双目标优化和响应面分析,得出当橡胶籽脱壳试验机关键部件在给定区间内的最佳工作参数组合为:滚筒转速343.03 r/min,脱壳间隙12.35 mm,滚筒表面材料自流角15.5°,此时脱壳率和破碎率达到区间内最优解,其值分别为84.53%、12.95%。将优化参数修正后在实验室自制的橡胶籽脱壳试验机上多次重复验证试验,得出此时平均脱壳率为83.78%,破碎率为12.47%,说明此工作参数优化结果具有较高可靠性。该研究可为提高橡胶籽脱壳设备工作质量提供参考。     

气力机械组合式藜蒿脱叶机设计与试验

藜蒿是我国特色蔬菜,可食部为茎秆与顶部嫩叶,因茎秆鲜嫩易折、径向叶片多且易相互缠绕,售前脱叶工序难度大,仍以人工脱叶为主。针对藜蒿脱叶装备匮乏,人工劳动强度大、成本高等问题,在统计分析藜蒿植株特性的基础上,设计了一种气力机械组合式藜蒿脱叶机,通过吸叶滚筒气力吸附引导、脱叶辊机械拉拽脱叶实现藜蒿茎叶的有效分离。统计分析了藜蒿外形几何参数,测试了叶片顺向、垂直、逆向拉拽的抗拉力,明确采用逆向拉拽脱叶方式;开展了吸叶滚筒、脱叶辊等关键部件结构参数和运行参数分析,基于CFD模拟了吸叶滚筒气流场状态,结合仿真正交试验确定了吸孔轴向间距为10 mm,周向分布夹角为10°,有效孔个数为121个,吸孔直径为4 mm、深度为4 mm,脱叶辊相对高度为30 mm;以吸叶滚筒转速、脱叶辊转速和夹持喂入速度为试验因素,以脱叶率和断叶率为评价指标,开展了二次回归正交试验,建立了脱叶率、断叶率与各试验因素之间的回归数学模型,求解得到最佳参数组合为吸叶滚筒转速77 r/min、脱叶辊转速65 r/min、喂入速度40 mm/s;在最佳参数组合条件下,藜蒿脱叶机的脱叶率与断叶率分别为94.32%和12.93%,单辊作...     

烟草加工中打叶复烤工艺参数优化

为了满足中式细支卷烟需要和提高遵义复烤厂新线打叶复烤加工质量，对遵义复烤厂打叶复烤工艺参数和片烟质量数据进行了分析。选定了3个关键参数，采用了多指标权重分析和正交试验对遵义复烤新线工艺参数进行优化。研究结果表明:采用一润后端加水开启80 °、二打电机34 Hz和回潮区混合水30%的工艺参数能明显提高打叶复烤片烟质量。      

基于SolidWorks的滚筒式粪污处理设备建模及发酵性能影响因素试验研究

随着畜禽业的发展,畜禽粪污的处理也受到了越来越多研究者的关注。为了解决目前粪污处理低效化、高功耗的问题,针对滚筒式粪污处理设备,对其工作时处理效率和功率消耗的相关因素进行了分析。首先,根据滚筒式粪污处理设备的工作原理、结构和技术参数,使用SolidWorks对滚筒系统、进出料系统、机架系统进行虚拟样机分析,构建了滚筒式粪污处理设备整机模型。其次,采用正交试验法,分析了滚筒温度、滚筒转速、滚筒装料量3个因素对设备处理效率、电耗的影响。试验结果表明:影响滚筒处理效率试验指标的因素由大到小依次为装料量、发酵温度、滚筒转速,最优组合为C1A3B3,即装料量50%、发酵温度70 ℃、滚筒转速0.4 r/min;影响滚筒处理电耗试验指标的因素由大到小依次为装料量、滚筒转速、发酵温度,最优组合为C2B2A1,即装料量60%、滚筒转速0.3 r/min、发酵温度60 ℃。通过综合分析,滚筒装料量是对设备处理效率和处理成本影响最大的因素。      

SPASS主成分分析法在速冻水饺皮质构品质评价中的应用

应用主成分分析法将我国10个省份的222个小麦样品制作速冻水饺皮,对质构指标做主成分分析。将强韧性、TPA硬度、咀嚼度和剪切硬度归为第一主成分Z1,将弹性和黏聚性归为第二主成分Z2,将回复性归为第三主成分Z3,用3个新变量来代替原来的7个变量,并对综合评价数学模型与感官评价结果的一致性进行了验证,结果表明:速冻水饺皮的质构综合评价结果与感官总评分相关系数达0.964,表明利用主成分分析法综合评定速冻水饺皮的质构品质具有可行性。     

流变学在固体农业物料加工领域的应用研究进展

为提高固体农业物料生产加工设备的作业效率和加工质量,减少固体农业物料在收获后加工、贮藏与运输等环节的损失,农业工程领域学者对固体农业物料流变特性的研究越来越广泛.对流变学理论在果蔬、谷物、油料和饲草料等固体农业物料生产加工中的应用研究现状进行总结和探讨,指出流变学在固体农业物料加工领域存在物料材料被简化、经典模型拟合误...     

弹性短纹杆-板齿组合式大白菜种子脱粒装置研究

大白菜种子市场规模发展迅速,其大面积、产业化种植使得机械化收获需求日益增长。针对人工收获效率低、常规脱粒方式下种子破碎率高问题,设计了一种由弹性短纹杆-板齿、柔性圆头钉齿等脱粒元件与圆管凹板组合的大白菜种子脱粒装置。利用ANSYS Workbench对脱粒滚筒进行有限元模态分析,验证脱粒滚筒结构的合理性。选取喂入量、滚筒转速及脱粒间隙为试验因素,以种子损失率和破碎率为试验指标开展了响应面优化及田间对比试验,建立各试验因素与试验指标之间的数学模型,分析各因素对指标的影响并对装置的结构及工作参数进行了优化。试验结果表明,当滚筒转速为726r/min、脱粒间隙为22.3mm、喂入量为1.73kg/s时,种子损失率为0.68%,破碎率为0.39%。试验结果满足设计要求,能够实现对收获期大白菜种子的低破碎率机械化脱粒作业。     

小型轴向多点进气式饲料制粒调质器设计与试验

为实现颗粒饲料小批量生产,研究了饲料制粒机调质器工作原理和结构特点,设计了一种与小型制粒机配套的轴向多点进气式调质器。以桨叶安装角、调质轴转速、喂料转速为影响因素,调质器生产率和调质后物料温度为评价指标,按照三因素五水平正交旋转组合试验设计方法,对轴向多点进气式调质器进行了作业参数优化试验。利用Design-Expert 8.0.6软件回归分析法和响应面分析法,建立了3个因素对调质器作业评价指标的数学模型。试验结果表明,此3个因素对调质器生产率和物料温度都具有显著相关性,显著水平分别为P0.01和P0.001;通过响应面法对最佳参数组寻优,得到调质器最佳作业参数组合:桨叶安装角为38.1°、调质轴转速为220.6 r/min、喂料转速17.4 r/min,此方案下,调质器生产率为12.7 g/s,调质后物料温度为65.0℃,此时调质器生产率较高、物料温度在要求的加工工艺范围内。样机加工试验表明,生产率为11.8 g/s,调质后物料温度为64.0℃。     

打击揉搓式花生脱壳试验研究

简述了打击揉搓式花生脱壳机结构与工作原理。针对市场现有花生脱壳机果仁破伤率高、剥净率低、品种适应性差等技术难题,构建了打击揉搓式花生脱壳试验台,以分级后白沙品种花生为试验物料,果仁破碎率、损伤率和机具剥净率为主控指标,开展了花生脱壳工艺、设备特性等方面的相关试验研究。分析了喂料速率(生产率)、荚果含水率、滚筒结构及凹板筛结构形式、脱壳滚筒打板线速度(滚筒转速)、凹板筛栅条间隙以及滚筒―凹板筛组配间距因素对脱壳指标的影响规律。