茶叶滚筒式摇青机结构优化设计及内部流场数值模拟研究

作者：杨君; 阮承治^*; 黄毅彪; 张见明

来源：江西农业大学学报, 2020, 42(06): 1260-1269.

DOI：10.13836/j.jjau.2020140

• 滚筒式摇青机
• 风管优化
• 流场模拟
• 摇青试验

【目的】滚筒式摇青机是武夷岩茶制作关键工艺设备,摇青工艺决定茶叶品质。针对现有摇青机工作过程中存在流场分布不均匀、茶叶摇青质量差的问题,对摇青机进行了结构优化及内部流场数值模拟研究。【方法】对摇青机核心部件风管设计了3种优化结构(模型A、模型B和模型C),并利用计算流体力学软件STAR-CCM+对3种风管结构的摇青筒流场进行CFD数值模拟及温度场云图、速度分布云图Matlab统计分析。【结果】数值模拟结果表明:摇青机结构优化模型A合理设置环形挡风圈导流板,摇青筒风速在中高速段(5.0～14.9 m/s)占比最高为64.4%,摇青筒温度在中高温段(318 K及以上)占比82.5%,摇青机风管优化模型A比其它两种优化模型更好,研制的样机与传统摇青机在摇青筒内不同位置监测点温度和速度数据分析对比表明:样机摇青筒内温度和风速标准差小,监测温度、风速数据波动性小;评价摇青筒内温度和风速流场均匀性指标温度变异系数CVT、风速变异系数CVV小,分别为0.58%、4.98%。【结论】利用优化的摇青机做茶试验及摇青毛茶品质感官评审,试验结果表明机械结构优化后的摇青机茶叶摇青效果好。

• 单位
  机电工程学院; 武夷学院