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辣椒是一种辛辣味的蔬菜,同时具有广泛的药理作用,深受各国人们的喜爱。鲜辣椒在干制过程中极易发生褪色现象,出现花壳椒,严重时可占总量的30%以上,极大地降低了我国辣椒的品质。为了确保辣椒制品品质,必须对干辣椒原料进行严格分选。目前,干辣椒原料的分选工作主要靠人工完成,人工分选劳动强度大、效率低,分选质量及卫生安全难以保障。为了解决这一问题,一些企业及研究机构研制了辣椒分选机,气动执行器(喷嘴)是分选机分选系统中的关键部件,喷嘴的腔道结构对流场分布影响很大,而流场分布直接影响整机的生产率、分选精度及带出比。因此,掌握高速气流在喷嘴内外的流动特征,提高喷嘴出口速度、减少能量损失,对改善整机性能,降低能耗具有十分重要的意义。 本研究运用CFD技术对不同结构喷嘴的内外流场进行数值模拟分析,确定了喷嘴的较优结构,并进行了试验验证。主要研究工作如下: 1、查阅喷嘴研究现状,结合辣椒物料特性确定喷嘴的外形尺寸,其中进口为圆柱孔,直径为6mm,出口为矩形孔,长、宽分别为8mm和1mm,矩形孔之间的间隙为1mm。 2、基于CFD技术对不同结构的喷嘴内流场进行模拟分析,确定122°圆弧过渡型喷嘴为最优喷嘴。此时,喷嘴出口截面的平均速度为619.2m/s。 3、制作分选机气动执行器物理样机,并将气动执行器集成到带式辣椒分选机上进行气动喷嘴的感压测试试验,并将试验结果与模拟结果进行对比分析,验证了仿真的可靠性。以剔除精度为响应指标开展不同气压、转速及进气脉宽等工作参数下的正交试验,发现转速对剔除精度有极显著的影响,气压及进气脉宽对剔除精度的影响不够显著。并确定了较优工作参数组合为转速:215 r/min、气压:0.35MPa及进气脉宽:15ms。 4、本研究的结果可以为今后辣椒分选机气动喷嘴设计和完善提供一定的理论依据。