棉籽和蓖麻籽的冷榨试验与数值模拟

探讨棉籽和蓖麻籽植物油料的冷榨应力-应变关系、应力-压缩比关系以及加载速率对应力-应变关系和应力-压缩比关系的影响，探讨临界压榨压力选取问题。进行了棉籽和蓖麻籽冷榨试验，采用川北方程建立双曲线型应力-应变模型和压缩比的理论计算模型。研究表明，加载速率对油料破碎应力、应变以及应力-应变关系有影响，速率越大，破碎应力和应变越大；棉籽和蓖麻籽的模拟结果与实测值比较吻合。根据压缩比变化率及其斜率曲线近似确定出棉籽和蓖麻籽工程临界压榨压力分别为70 MPa和100 MPa。     

基于扫描电镜图像分析的菜籽仁饼孔隙结构分形研究

以冷态压榨条件下菜籽仁饼为对象,研究油料饼孔隙结构,探讨油料饼孔隙结构的分形特性以及压榨压力对油料饼孔隙结构的影响.运用扫描电镜和Image-pro图像分析技术分别测试分析6种压榨压力下的菜籽仁饼孔隙的微观结构,采用小岛法对图片进行了孔隙截面边界和孔隙尺寸分布分形维数的测定,并采用回归分析方法建立了孔隙截面边界和孔隙尺寸分布分形维数与压榨压力的经验公式.结果表明,菜籽仁饼的孔隙结构存在明显的分形特征,分形维数越大,孔隙截面边界越不规则、孔隙尺寸分布越大;压榨压力越大,分形维数越大,压榨压力与分形维数满足明显的线性关系.     

基于人工神经网络的植物油料实际压缩比与临界压榨压力预测

基于BP神经网络建立了菜籽、菜籽仁、花生、大豆、芝麻和亚麻籽的实际压缩比预测模型,实际压缩比神经网络预测值与试验实测值吻合。根据预测的实际压缩比曲线,确定出油料工程实际临界压榨压力分别为菜籽、菜籽仁、花生、亚麻籽80MPa,芝麻100MPa,大豆60MPa。     

芝麻、花生在压榨过程中非线性粘弹塑性模型与蠕变模拟

在芝麻、花生流变试验的基础上，采用模型理论与经验模型相结合的方法建立芝麻、花生非线性粘弹塑性模型，并运用改进模拟退火计算方法对模型参数反演。数值模拟芝麻、花生、碎花生的蠕变，数值模拟的最大相对误差分别为5.7%、1.5%、4.3%，结果表明，非线性粘弹塑性模型能较好描述芝麻、花生流变特性。运用蠕变速率曲线确定了芝麻、花生、碎花生的平衡压榨时间。     

植物油料实际压缩比计算模型与数值模拟

基于双曲线型应力应变模型建立了植物油料实际压缩比理论计算模型,模拟计算出的菜籽、菜籽仁、花生、大豆、芝麻和亚麻籽的实际压缩比与实测值吻合,菜籽仁的实际压缩比比菜籽平均高20%。根据实际压缩比变化率及其斜率曲线,近似确定植物油料工程实际临界压榨压力为:菜籽、菜籽仁、花生、亚麻籽80MPa,芝麻100MPa,大豆60MPa。     

基于流固耦合渗流的植物油料压榨数值模拟

考虑植物油料的可变形和流变，植物油料的压榨过程是一个渗流场和流变场耦合渗流问题。基于流固耦合渗流理论建立植物油料压榨过程的模拟模型，采用有限差分法和有限元法交替求解渗流场和流变场。数值模拟了压榨过程中菜籽和菜籽仁油料的位移、菜籽仁孔隙流体压力分布与消散、有效应力分布与变化。菜籽和菜籽仁的位移数值解和实测值比较吻合，尤其在中、后时段。