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油料压榨理论与试验研究

郑晓

  食用油脂是维持人类生存最基本物质之一,压榨法取油是植物油料加工最主要的方法之一。对油料压榨过程中所表现出的各种力学行为进行研究具有重要的理论意义和极大的工程应用价值。本文在现有油料压榨理论和试验研究成果的基础上完成了如下新的研究工作:1.研制了一种侧限排油可视化压渗试验装置,完成了油料出油压力、出油应变试验工作。提出了一种出油压力、出油应变的测试方法。采用一种流体压力传感器测试了油料的侧向压力。提出了出油率的经验模型。2.进行了侧限压榨下油料的应力应变试验,针对工程实际应用,应用川北方程,建立出油料压榨应力应变模型,探讨了运用BP神经网络预测油料应力应变关系。建立了基于双曲线型应力应变模型的油料实际压缩比理论计算模型。3.运用扫描电镜和图像分析仪测试分析了菜籽仁饼的微观结构,根据试验测试的数据,采用回归分析方法建立了关于压榨压力的菜籽仁饼孔隙度经验公式。4.提出了压榨过程中的散体物料、半固态饱和物料以及滤饼物料三种物理模型概念,通过油料压榨比的计算分析可有效辩识模型。提出了一种采用H0pfield神经网络方法对理论压榨比模型中的压榨系数识别的方法。5.研制了一种适合油料压榨的油料饼渗透率测试方法与测试装置。根据流固耦合渗流理论,建立了可变形油料饼的一维渗流微分方程,给出了一维定常耦合渗流问题的解析解。以菜籽和菜籽仁饼为例,在试验基础上,采用参数反演方法,建立了关于有效应力的渗透率模型。6.采用Doraivelu屈服准则,由侧限压榨试验结果构造菜籽和菜籽仁的塑性本构方程,建立出菜籽和菜籽仁侧限压榨塑性模型。7.以菜籽和菜籽仁油料为代表,在蠕变试验的基础上,采用模型理论与经验模型相结合的方法建立了菜籽和菜籽仁非线性粘弹塑本构模型,并对模型参数进行了反演识别。8.针对渗流场与流变场耦合问题,提出了采用有限差分法和有限元法交替求解渗流场和流变场的耦合数值计算方法。实例计算了菜籽和菜籽仁的压榨过程中的位移,并与试验实测值进行了比较。对菜籽仁在压榨过程中的孔隙流体压力分布与消散,有效应力分布与变化进行了数值模拟与预测。……   
[关键词]:油料;压榨;渗流;渗透率;应力应变;塑性模型;流变
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:武汉理工大学2005年