超高壓均質流場數(shù)值模擬及粉碎效率的研究.pdf

1、介紹了目前超高壓均質設備關鍵結構的國內(nèi)外研究開發(fā)現(xiàn)狀。利用計算流體動力學商業(yè)軟件對均質閥內(nèi)部流場進行可視化研究分析。采用CFD建模并模擬求解所得到的結果與先前研究人員采用半經(jīng)驗半理論的研究方法所得結果較為吻合。基于研究結果，提出一種通過壓降計算間隙的基本數(shù)學模型，并采用遺傳算法和非線性回歸算法相結合的方法對數(shù)值計算結果進行了擬合，驗證了模型的合理性。該研究結果能夠給出均質閥體內(nèi)流場中各個參數(shù)變化的詳細信息，同時展示了實驗手段所不能觀察到

2、的流動現(xiàn)象。 采用RNGκ-ε兩相湍流模型，對均質閥內(nèi)的空化流場進行可視化研究與分析。計算了不同壓力下閥內(nèi)液體流動所產(chǎn)生的空化現(xiàn)象，清楚地呈現(xiàn)了空化流發(fā)生的區(qū)域及其大小?；谟嬎憬Y果，分析了模型的參數(shù)值對迭代計算收斂的影響；操作壓力對均質閥頭的軸向作用力以及對均質閥內(nèi)空化流的影響。 以APV-Gaulin均質閥結構為主，對比“T”字型射流撞擊式均質結構，對物料均質過程的機理進行了比較分析，并解析了顆粒在高速流動中所受到的

3、慣性力對物料顆粒的擠壓作用。呈現(xiàn)了流場結構中的回流現(xiàn)象。對進行均質閥結構設計以及對流場的深入分析具有一定的指導作用。 采用回歸正交實驗設計方法，利用超高壓均質設備對酵母進行細胞破壁實驗研究，利用相應的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法對實驗數(shù)據(jù)結果建立酵母破壁率響應面回歸數(shù)學模型，并采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡對該模型結果進行修正、擬合和預測，考察了酵母溶液濃度、均質壓力和均質時間對酵母破壁率的影響。有助于系統(tǒng)建立該類設備的物料均質特性數(shù)據(jù)庫，提出改善設備的