電磁殺青裝備技術(shù)的研究.pdf

1、殺青是綠茶初制加工過程中重要的一道工序，其效果決定了成茶的品質(zhì)。滾筒殺青機(jī)是目前市場上廣泛使用的殺青設(shè)備，但由于采用燃煤、燃?xì)饣螂姛崛訜岬姆绞?，能源利用率不高，不利于?jié)能減排，同時(shí)由于這些加熱方式溫度響應(yīng)慢，茶葉殺青質(zhì)量也得不到保證。因此有必要設(shè)計(jì)一種高效節(jié)能、溫度響應(yīng)速度快的茶葉殺青設(shè)備，降低能耗的同時(shí)，提高殺青質(zhì)量。
　　電磁加熱技術(shù)具有升溫速度快、效率高、溫度控制精確等特點(diǎn)，目前在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。如何設(shè)置電

2、磁加熱過程中的參數(shù)使之滿足茶葉殺青的各項(xiàng)要求是設(shè)計(jì)者普遍關(guān)注的問題。目前電磁滾筒殺青機(jī)還處于初級階段，設(shè)計(jì)多基于實(shí)驗(yàn)，耗時(shí)耗力，設(shè)計(jì)成本高，因此數(shù)值模擬技術(shù)對于這類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究具有重要意義。本文在電磁學(xué)和傳熱學(xué)的基礎(chǔ)上，利用ANSYS軟件耦合場分析方法對殺青機(jī)電磁加熱過程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到滾筒溫度分布，并分析影響加熱效率的關(guān)鍵因素，提出電磁殺青機(jī)關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)方案。主要工作和成果如下:
　　(1)根據(jù)電磁場基本理論和傳熱學(xué)理論，

3、推導(dǎo)了殺青機(jī)滾筒電磁加熱的電磁場和溫度場分布的理論公式，并給出了電磁場和溫度場分布的數(shù)學(xué)模型及相應(yīng)的有限元分析模型，并討論了電磁加熱有限元分析中電磁場與溫度場的耦合方法和滾筒材料物理參數(shù)對溫度依賴性等關(guān)鍵技術(shù)問題的處理方法。
　　(2)對殺青機(jī)滾筒電磁加熱過程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了滾筒的溫度分布情況以及溫度隨時(shí)間的變化規(guī)律。研究了線圈與滾筒的間隙對滾筒加熱速度的影響。在電流密度一定時(shí)，提高電流頻率可以提高加熱速度，縮短加熱時(shí)間，但超

4、過一定值后，加熱速度提升不明顯，并且頻率升高滾筒內(nèi)外壁溫差增大。在頻率一定時(shí)，滾筒加熱速度隨著電流密度的提高一直增大，同時(shí)滾筒內(nèi)外壁溫差也增大。
　　(3)利用數(shù)值模擬結(jié)果，建立滾筒溫度與滾筒內(nèi)外壁溫差與電流頻率、電流密度和加熱時(shí)間之間的回歸模型，得到多元回歸方程，為后續(xù)參數(shù)的設(shè)計(jì)提供數(shù)學(xué)模型。
　　(4)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合回歸模型，計(jì)算各關(guān)鍵參數(shù)，設(shè)計(jì)電磁殺青機(jī)，通過實(shí)際殺青作業(yè)，得到與傳統(tǒng)滾筒殺青機(jī)的對比結(jié)果。