電磁殺青裝備技術(shù)的研究.pdf

1、殺青是綠茶初制加工過(guò)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(chǎng)上廣泛使用的殺青設(shè)備，但由于采用燃煤、燃?xì)饣螂姛崛訜岬姆绞剑茉蠢寐什桓?，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(guò)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(wèn)題。目前電磁滾筒殺青機(jī)還處于初級(jí)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(duì)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(chǎng)分析方法對(duì)殺青機(jī)電磁加熱過(guò)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(chǎng)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(chǎng)和溫度場(chǎng)分布的理論公式，并給出了電磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)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(chǎng)與溫度場(chǎng)的耦合方法和滾筒材料物理參數(shù)對(duì)溫度依賴性等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的處理方法。
　　(2)對(duì)殺青機(jī)滾筒電磁加熱過(guò)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(duì)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(guò)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(guò)實(shí)際殺青作業(yè)，得到與傳統(tǒng)滾筒殺青機(jī)的對(duì)比結(jié)果。