食品油炸技术及其关键设备的研究

根据食品加工技术以及油炸机的现状,介绍了食品油炸技术的种类以及每种油炸技术的特点.其中,以真空油炸技术为重点,分析了油炸机的种类以及各种典型油炸机的结构、工作原理和特点;以水滤式油炸机为重点,论述了油水混合的工作原理;结合当前油炸技术和设备中存在的问题,指出了今后食品油炸技术和油炸机的发展与改进的方向.     

深埋隧道两级螺旋式刀盘掘进地应力释放机理研究

【目的】护盾式全断面岩石隧道掘进机（TBM）掘进大埋深山岭隧道时,平面式刀盘存在直接掘进的岩爆风险高等问题,亟需对地应力释放机理进行研究,设计一种使地应力稳定释放的刀盘方案。【方法】课题组聚焦一种地应力逐级释放的两级螺旋式刀盘方案,进行两级刀盘开挖围岩过程的大型三维有限元数值模拟,研究盘面间距和一级刀盘直径对围岩变形和应力释放的影响规律。【结果】1）当盘面间距为30 m时,即一级掘进完成后再进行二级掘进,可以避免两级刀盘同时掘进过程中所引起的地应力交汇现象。2）一级刀盘直径为2 m时,两级螺旋式刀盘在隧道掘进中两刀盘释放的应力值都约为平面式刀盘的50%。3）盘面间距统一为3 m时,在隧道末端,一级刀盘直径为2 m时隧道变形量在X方向仅为0.7 mm,Y方向为2.7mm;一级刀盘直径为5 m时隧道变形量在X方向为0.9 mm,Y方向为4.7 mm。【结论】1）螺旋式两级刀盘的盘面间距对隧道形变的位移量影响不明显,一级刀盘直径对隧道形变的位移量影响明显。2）两级刀盘二级掘进可显著改善地应力的释放状况,降低单次释放的地应力值,提高隧道稳定性,降低岩爆发生的可能性。     

水滤式连续油炸机的设计

目前,油炸技术在方便食品生产中所占的位置越来越重要.为此,介绍了水滤式连续油炸机的设计方法.该机具有限位控制、分区控温、自动过滤、无机变速和保温等结构特点,对于保持油的品质和节能环保具有一定的作用.     

食品连续蒸烤设备的研究与设计

针对传统食品蒸烤设备的缺点,结合食品蒸烤的加工工艺,设计了一种食品隧道式蒸烤机,应用在大型肉类加工厂或其他食品加工厂中,能够完成对肉类、蔬菜类和面食类等食品的连续蒸烤加工.为此,介绍了设备的工作原理、主要部件的结构、蒸汽循环原理以及蒸烤的温度、湿度与时间的自动控制原理等,为大型食品加工业的蒸烤加工提供了参考.     

6SYZ-10型水滤式油炸机的研究

水滤式油炸机,可从根本上解决传统油炸机所存在的因残渣滞留油中被反复煎炸所造成的油质极易变坏,及其危害人体健康、影响环境等方面的诸多问题.为此,用热力学和流体力学理论分析并解决了水滤式油炸机结构设计及关键参数确定等的实际问题,实现了设计目标.     

提高冻品质量的送风方式研究

随着人民生活水平的不断提高,各种冷冻食品,如冷鲜鱼、冰鲜肉以及冷藏食品,如水果、蔬菜等需求越来越大,对食品冷冻、冷藏的质量要求也越来越高。为此,在热力学、热传导学等理论层面进行了分析研究,论证了食品冻结送风方式—热波动送风方式,能缩短食品冻结时间,提高冻品质量。在隧道式单冻机中进行试验的结果表明,该送风方式的食品冻结质量较其它送风方式有很大的提高。     

丽蚜小蜂蛹收集与分离设备的设计

设计一套丽蚜小蜂蛹收集与分离设备,对收集储水设备、滑道式支撑结构、分离储水设备等核心零部件进行创新设计,并利用Solidworks软件进行辅助设计。丽蚜小蜂蛹收集与分离设备能够将丽蚜小蜂蛹从寄主植物背面收集下来并获得纯净的丽蚜小蜂蛹,丽蚜小蜂蛹分离设备整体结构应力最大值为1.196 71×108 N/m2,最大变形量为0.76mm,流出水管口时速度约0.8m/s,满足设计要求。适合生物公司、科研院所实验室等使用。     

基于FLUENT的油水混合油炸机传热分析

利用Fluent软件仿真模拟了油水混合油炸机在加热过程中的传热情况,得到了油、水的温度分布云图,发现油、水的温度分布出现明显的分层。对比了不同油、水分界面位置对油水温度的影响,得出分界面距槽体底部为120mm时,整个油、水温度分布处于最佳状态,为油炸机在实际工作中添加油、水提供了理论参考。仿真结果与试验数据非常一致,最大的温差不超过7℃。Fluent对所建模型的模拟结果合理,为油水混合油炸机的优化改造提供了一种方便快捷、功能强大的新方法。     

基于PLC的智能立体车库车辆搬运机器人模型及控制系统设计

【目的】车辆搬运机器人是智能立体车库的重要组成部分,是实现车辆智慧存取的关键,其核心功能包括车辆举升、全向行走等机构,提升立体车库的运行效率。【方法】课题组以某型车辆搬运机器人为研究对象,分析其三相异步电机、行走机构以及举升机构的控制模型,简述基于PLC的控制系统设计要点,包括运行流程、主程序和子程序,对机器人受载荷时的夹臂变形量和行走精度进行测试;在车辆存取管理中,应重点关注机器人的误差控制能力和自主决策能力,借助数学方法建立运动模型,同时要明确控制系统的设计要点,由技术人员预先编写控制程序,借助PLC实现电机运行方向、运行距离、运行速度的精确控制。【结果】仿真结果表明,2 t载荷对应的夹臂变形量均不超过5.0 mm,仅在3 t载荷下出现了一次变形量超5.0 mm,说明该机器人通过了夹臂变形测试;制动位置在超载时的精度基本在5.0 mm以内,10次测量中仅有一次超过5.0mm。【结论】该型机器人表现出良好的控制效果,有助于提升车库的运行效率。     

轴流泵马鞍区流场流固耦合数值模拟

为了分析轴流泵不稳定运行马鞍区工况内叶轮的结构,并研究该结构的稳定性,采用雷诺时均离散方法和标准k-ε湍流模型对泵装置流场进行CFD数值模拟,利用ANSYS的Workbench平台,通过单向流固耦合模型对叶轮的应力和应变进行计算,得到了不同工况下叶轮受流体压力作用所产生的等效应力及变形量,研究了叶轮结构的应力和变形量随流量的变化特征.研究结果表明：在40%～75%设计流量下不稳定运行马鞍区,数值模拟能准确地计算轴流泵内部流场,泵装置内部流态随流量的减小逐渐紊乱.轴流泵叶片表面应力分布不均,集中分布在叶片根部,随着流量的减小最大应力逐渐增大,马鞍区工况叶片结构应力有较大的安全余量,满足强度要求;叶片进水边外缘叶尖处变形较大,振动现象明显,最大总变形量随着流量的减小先增大后减小,但大变形区域由叶尖向叶缘扩散.研究结果为轴流泵马鞍区安全稳定性研究提供了一定参考.     

弧形扎膜钉齿设计与试验弧形扎膜钉齿设计与试验

为研究弧形扎膜钉齿设计合理性和作业可靠性的问题,采用理论分析的方法研究弧形扎膜钉齿在土壤中的受力情况,并基于Ansys有限元分析软件对其进行模态仿真与静力学仿真,最后根据田间试验结果验证设计与仿真试验的合理性。通过理论分析可知,弧形扎膜钉齿结构参数和机具牵引力对其在土壤中运动时的受力情况影响显著;通过对弧形扎膜钉齿的模态分析可知,其1阶固有频率为788.15 Hz,远大于外界激励频率,弧形扎膜钉齿不会发生共振;通过对弧形扎膜钉齿的静力学分析可知,弧形扎膜钉齿的最大变形为6.705 8 mm,最大应变为3.889 2×10-3 mm/mm,最大等效应力为466.27 MPa;通过田间试验结果表明残膜回收机的残膜捡拾率均值为58.53%,脱膜率均值为98.14%,弧形扎膜钉齿的设计达到预期目标,工作满足实际作业要求,强度也满足实际工作需求。本研究可为新型残膜回收机的设计提供基础。     

负压式生鲜食品包装机设计与试验

针对目前国内人工包装生鲜食品劳动强度大、生产效率低等问题,设计了一种负压式生鲜食品包装机。该包装机由横封装置、切断机构、送膜机构和纵封装置等构成,能够一次性完成物料的输送、封膜包装作业,可适用多种规格生鲜食品的包装。通过FLUENT对后吸风盒流场分析,采用截面参数lA和lB分别为25 mm和64 mm的直角盒型,并经过试验确定后吸风盒吸风口静压为32 Pa。张膜输送带通过调整偏心滚筒,保证上部输送带和下部输送带之间有足够的压力。样机试验表明:包装机对于生鲜食品的包装速度为49.4包/min,包装率为99.4%,鼓包率为5%,基于负压式原理的负压式生鲜食品包装机达到了生鲜食品包装作业要求。     

水稻穴盘秧苗钵体力学特性试验研究

本文以培杂泰丰杂交稻种为试验对象,在立体育秧温室培育穴盘秧苗。试验时苗龄28天,钵体含水率为35.76～54.08%,仪器为TA-XT2i型质地分析仪。对穴盘苗钵体进行平板压缩、加卸载循环和蠕变试验研究,发现平板压缩变形为3.15 mm前后,抗压力随变形的变化趋势差异明显,在4 mm压缩量前后,抗压力出现峰值上升变化陡点。当加载力为1、2、3、4、5 N,秧苗钵体的平均蠕变量为0.0055、0.0055、0.0056、0.0057、0.0059 mm。试验结果表明钵抗压力与变形呈非线性变动;平板压缩过程,钵体无明显屈服破坏点;苗钵体面对外界加卸载时表现较强塑变能力。选用Burgers模型能有效表征穴盘苗钵体压缩蠕变特性。最后通过分析多种稻种穴盘苗力学特性,结果发现不同穴盘苗钵抗压力与变形关系遵循非线性曲线。本研究结果为水稻移栽机设计优化提供理论参考。     

可移动微型低速风洞的设计与试验

针对大型风洞造价昂贵,开机成本高且实验段风速稳定性较差,对低成本热敏风速传感器、集沙仪、皮托管等设备的测量、检验及标定等工作带来不便等问题,结合风洞设计原理,采用小体积多叶风机及高性能变频调速器,设计了一种能够快速准确地提供稳定风源的低成本可移动微型低速风洞,并通过增加大角度扩散段的方法提高收缩比。该风洞为圆形闭口低速风洞,总体尺寸长2.63m,入口直径60mm,实验段直径0.12m、长0.3m,稳定段直径为0.3 6 m、长0.3 6 m;采用铝箔厚0.0 6 mm的六边形蜂窝器和3层阻尼网对气流进行整流,获得相对稳定均匀的流场。实验表明:该风洞入口风速为0~38.6m/s,实验段风速0~17.6m/s,风速精度达0.2m/s;实验段内部气流均匀性和稳定性较好,中心截面处边界层厚2.26mm,沿气流方向静压梯度小,流场稳定部分占其截面积的70%以上,满足实验设计要求。     

镁渣对C30混凝土干燥收缩的作用效应研究

针对镁渣利用率低,现代混凝土尺寸稳定性要求高的问题,考虑利用镁渣水化后的体积膨胀性补偿混凝土的收缩变形,以镁渣取代率为主要因素,运用无约束收缩变形的非接触法和接触法实验研究镁渣对混凝土早龄期(3d)以及长期(180d)干燥收缩的影响,揭示作用规律,探讨作用机理,为镁渣的资源化利用提供新的科学依据,混凝土尺寸稳定性的提高提供一条经济有效的措施。研究表明：混凝土的干燥收缩随镁渣取代率的增大而减小,干燥收缩的发展与水泥的水化进程基本一致;混凝土的早龄期干缩变形占总干缩变形的比重较大,减小混凝土干燥收缩变形的重点在早期;镁渣能显著减小混凝土的干燥收缩,在取代率不大于25%时,混凝土的干燥变形一直处于收缩状态,无膨胀现象。     

微型双侧电驱履带式鲜烟叶搬运机田间运行稳定性仿真研究

为解决鲜烟叶在人工搬运过程中产生青痕、中大型搬运车山地烟田通过性差、小型轮式搬运机窄垄运行稳定性差等难题，以自主研发的微型双侧电驱履带式田间鲜烟叶搬运机（简称“烟叶搬运机”）为研究对象，重点对其在垄距狭窄、凹凸不平、沟坎散布等复杂地貌烟田中的多工况运行稳定性展开分析，以获得该搬运机的田间运行特性并优选出最佳运行参数。基于有限元分析平台Workbench，以履带轮下三角波激振信号模拟烟田复杂地貌产生的振动冲击，对烟叶搬运机展开整机瞬态动力学分析预测。重点关注不同工况下烟叶搬运机预应力模态、刚柔耦合动力学性能和随机振动特性。分析结果表明，避开在给定范围内以高速运行（10 km/h），可降低烟叶搬运机田间运行共振风险。运行速度7.5 km/h是该烟叶搬运机启动加速性能和随机振动特性的一个分界点，可获得最低应力应变响应（最小值分别为4.2 MPa，2.1×10-5 mm/mm）和最小变形响应（5.01 mm）。在缓速作业时，5 km/h为最佳运行参数，在满载返程时，7.5 km/h为相对最佳运行速度；在对应作业需求下，烟叶搬运机田间运行稳定性相对最优。     

甘蔗地凿式深松犁的受力仿真分析

针对在甘蔗地使用的凿式深松犁,对比分析了在相同受力条件下,圆弧式和立柱式两种犁体的静力学特性;同时对圆弧式深松犁在不同悬挂位置进行了静力学仿真。运用SolidWoks软件从以上两个方面研究深松犁的强度特性,分析发现圆弧式结构强度较好,螺栓孔的位置较低时犁体受力较小,这为进一步完善甘蔗地使用的深松机械提供了参考。     

4CML-1000型链耙式地膜回收机设计与试验优化

为了解决传统搂耙式地膜回收机卸膜和装箱困难、作业连续性差等问题,设计了一种链耙式地膜回收机,可以连续实现搂膜集膜、输膜抖土、卸膜过程。该回收机主要由机架、起膜铲、链耙、集膜箱等部件组成。为了使地膜回收机的性能达到最佳,首先在土槽实验室内对回收机的结构参数和工作参数分别进行了单因素试验和响应曲面优化试验,通过土槽试验得到地膜回收率、脱膜率、夹带土壤质量3个指标的二次回归方程、响应优化曲面及最佳参数组合。最佳参数组合为:耙齿总成间距300 mm,单排耙齿数5个,耙齿入土深度84.41 mm,回收机前进速度2.542 km/h,链耙线速度0.417 m/s。通过大田验证试验,得到优化后的地膜回收机性能指标为:地膜回收率90.2%,脱膜率88.1%,夹带土壤质量0.41 kg/m。大田试验表明,链耙式地膜回收机满足生产要求。