基于CFD的茶葉理條部件試驗與優化*

王攀，易文裕，程方平，王春霞，周彥君，鄧佳

(1. 四川省農業機械研究設計院，成都市，610066；2. 農業農村部丘陵山地農業裝備技術重點實驗室，成都市，610066)

0 引言

理條是名優茶生產過程中必不可少的重要工序[1-2]。其主要通過理條機的鍋槽對鮮葉加以熱和力，使其失去部分水分和低沸點的芳香物質并對茶葉組織進行軟化以便于后續做形等工序，理條質量的好壞直接影響名優茶的品質[3-5]。在茶葉理條過程中，理條鍋槽溫度的均勻性是影響理條品質的主要因素之一[6-8]。通常情況下，理條機加熱部件都采用直線型電阻絲均勻布置的方式，由于鍋槽與周圍空氣存在熱交換，進而導致在實際理條過程中理條鍋槽中間位置的溫度高于四周，使得茶葉理條品質具有一定的差異。研究表明，通過改變電阻絲的形狀和布置位置對提高理條鍋槽溫度均勻性具有一定的促進作用[9]。

計算流體力學(Computer Fluent Dynamic，CFD)是一種通過求解流體流動的微分方程，進而得出流體的流場在連續區域的離散分布情況的數值分析方法。試驗表明，運用CFD數值模擬方法能夠對熱源及其周邊氣流的溫度場進行模擬，可以直觀反映溫度分布情況[10-13]。景亮等[14]運用CFD模擬了出菇房氣流的流場和溫度場，并采用試驗驗證了該CFD模型的準確性，為優化出菇房的結構提供了依據；Wu等[15]采用CFD對流化床干燥器內的溫度場進行了模擬，并根據模擬結果對流化床加熱結構進行了優化；朱文穎等[16]采用CFD的非穩態三維湍流模型對蘋果包裝預冷的溫度場進行了模擬研究，結果與實際值的均方根誤差為1.13°，證明了采用CFD研究溫度場的合理性和準確性。……