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针对金银花除杂过程中编织袋丝去除效果不佳的问题,本文基于静电分离技术,设计了一种金银花静电除杂装置。通过理论分析,推导了静电场中金银花和编织袋丝产生轨迹分离的临界条件,验证了静电分离技术用于金银花除杂具有一定的可行性。基于单因素试验和COMSOL电场仿真,进一步探究了各影响因素对除杂性能的影响,确定了静电极形状为圆弧形、静电极角度α为45°。以高压静电发生器的输出电压U、静电极与辊筒的间距L和辊筒转速N为试验因素,开展Box-Behnken试验,分别建立了除杂率和误除率的二次回归方程。采用响应面分析法探明了各试验因素对试验指标的影响规律。通过参数寻优,确定了该装置的最优工作参数为U=11.9 kV、N=28 r/min以及L=60 mm。台架试验结果显示,除杂率和误除率分别为94.47%和0.89%,满足金银花除杂要求。 相似文献
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基于COMSOL软件的绿洲盐渍化土壤中多离子耦合运移模型构建 总被引：2，自引：1，他引：1
了解盐分离子在土壤中的迁移规律可以为盐渍土的综合治理以及高效利用提供科学依据,在COMSOL多孔介质和地下水流模块模拟非饱和土壤水流的基础上,自定义偏微分方程组构建盐渍化土壤SO42–、Ca2+、Na+、Cl–、Mg2+耦合运移模型,考虑阳离子交换过程以及硫酸钙的沉淀溶解反应,并通过新疆绿洲膜下滴灌田间试验对模型进行检验,对比不同活度系数估算方法对模拟结果的影响。结果表明,各离子模拟值与实测值吻合较好,平均相对误差介于9.15%~28.57%,决定系数介于0.41~0.88,该模型能够较好地反映土壤中盐分离子的动态变化规律;在膜下滴灌条件下,膜下0~40 cm土层的盐分离子有不同程度的淋洗,Cl–和Na+的淋洗效果好于Ca2+和SO42–;活度系数的估算对模拟结果的准确性有重要影响,尤其是盐分含量较高时,采用通用的函数关系可能会带来较大的模拟误差。 相似文献
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处理室是脉冲电场系统的关键部件,为改善处理室的结构和性能,设计并优化一种在中强脉冲电场下的处理室。运用COMSOL Multiphysics软件对优化前后处理室的电场、流场和温度场进行分析,测定物料出口温度和杀菌效果对优化效果进行实际评价,基于优化后的处理室对比中强脉冲电场处理和巴氏杀菌处理对蓝莓果汁的品质影响。结果表明:1)研究得到的直角型叉指式平板处理室,除电极拐角处存在电场尖峰外,其他区域的电场强度分布均匀,均为2 kV/cm,与理论值相同,优化后的圆角型叉指式平板处理室在拐角处消除了电场尖峰,电场强度峰值由22.7 kV/cm降低至2.64 kV/cm,电场强度分布更加均匀,物料出口温度降低了4.3 ℃,温度和流速分布均得到改善;2)基于叉指式平板处理室搭建的中强脉冲电场处理系统具有显著的杀菌效果,电场强度大于2 kV/cm时,直角型和圆角型叉指式平板处理室均使大肠杆菌菌落数下降了3 lg(CFU/mL)以上,但圆角型叉指式平板处理室的物料温度升高幅度显著降低,效果更好,与仿真结果一致;3)与热处理相比,中强脉冲电场处理更好地保持了蓝莓果汁的pH、颜色、花色苷和抗氧化能力。本研究研发的叉指式平板处理室具有良好的杀菌效果,优化后物料温升更小,能够较好地保持蓝莓果汁的品质。 相似文献
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干燥箱是农业物料进行太阳能热风干燥的关键装置,其结构合理性直接影响物料干燥的品质和效率。为提升干燥效果,以太阳能热风干燥箱物理场分布的均匀程度为研究对象,采用试验和COMSOL数值模拟相结合的方法,对箱体内风速场、温度场的分布特点进行分析,并根据分析结果完成干燥箱结构优化。结果表明,COMSOL模拟仿真所得风速和温度的分布规律与试验结果一致,可用于准确模拟干燥箱内物理场。依托该模拟分析方法,提出了改变进风口位置、添加带孔挡流板、构建隔断式气室的优化设计方案,将干燥箱内风速场分布的不均匀系数降至了10%以下,有效保证了物料干燥的均匀性。上述结果可为太阳能热风干燥设备的结构改进提供参考。 相似文献
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滨海粘壤质盐土具有质地黏重、渗透性差等特点,工程实践中一种有效的措施是在其土体中建构砂性土柱(简称砂柱)加速其脱盐。针对此工程措施,基于2-D土壤溶质运移模型,应用COMSOL软件模拟了饱和淋洗条件下3种类型砂柱设置的排盐效果,并进行了定量分析。结果表明:内设中竖砂柱、单斜对角砂柱和双斜"X"型长砂柱,经过24h淋洗后,其淋洗效率分别是不设砂柱的1.24、1.29和1.45倍;95%盐分的淋出时长分别为不设砂柱的0.88、0.83和0.78倍。这说明内设砂柱能显著提高脱盐效率,不同砂柱构建对脱盐效率也有显著影响,3种砂柱相比,内设双斜"X"型长砂柱的构型最有利于盐分的淋洗,也最节省水资源。 相似文献
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电阻率法在土壤测试的精确性方面存在较多不足,而电极是影响精度的重要原因,尤其是二极法。若能确定电极与土壤的接触程度及两电极间距离对测试结果的影响,将最大程度避免电极的干扰。基于米勒盒(Millersoil-box)测试模型,采用锌污染砂作为模拟土壤,以测试其交流电阻为例,进行系统的试验研究,建立了新的串联导电模型,分析了电极接触与间距对电阻的影响,又通过COMSOL软件仿真进行核准和补充,量化了测试误差。结果表明:试验研究和数值仿真能够相互验证和补充,说明建立的导电测试模型是正确的。导电模型划分了导电正常段与受电极影响的过渡段串联,过渡段长度随接触程度的增大而减小;过渡段中电流流网的变化产生了收缩电阻,随接触程度的增大而减弱,但二者不受电极间距的影响。过渡段长度与电流偏离程度又可借助仿真得出的径向电流密度精确表达,进而从数值上得出过渡段与正常段电阻率的偏差情况。误差分析中,测试所得的综合电阻率随着接触程度的增大和电极间距的增加而逐渐接近正常电阻率。上述研究可有效分析出因电极接触与间距而引起的测试偏差,得出正常电阻率,为测试中完善电极布置与提高测试精度提供合理建议。 相似文献
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制粒机是饲料行业重要设备之一,其结构参数影响饲料成型。为了进一步优化制粒性能,采用COMSOL有限元分析软件对物料的挤压过程进行分析模拟,设计L9(34)正交试验研究制粒机环模内径、模孔长度、压辊直径和模辊间隙对成型性能的影响,通过权矩阵分析确定较优的参数组合并加以验证。结果表明：①制粒机内部模型的仿真模拟能够有效地反映物料在实际工作时的运动状态;②对性能影响由大到小的结构因素排序为模辊间隙、模孔长度、压辊直径、环模内径;③制粒最优组合为环模内径425 mm、模孔长度54 mm、压辊直径178 mm、模辊间隙1.5 mm,制粒机的成型速率较优化前得到提升。上述结果表明,采取的仿真试验及优化办法具有一定的实效性,可为制粒机内部成型模拟分析以及后续的结构设计与参数优化提供方法借鉴。 相似文献
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利用COMSOL有限元软件对双隧道同向挖掘过程进行了二维数值模拟,研究了两隧道在不同中心距的条件下土层的应变范围、纵向位移以及垂直位移变化特性。结果表明:双隧道挖掘过程中,随着两隧道中心距的不断增大,应变范围逐渐减小;两隧道中心线附近地表有来自不同方向上的纵向位移,导致地层会出现明显的剪切层;此外土层的垂直位移最大值也逐渐减小。通过分析我们可以计算出两隧道的最佳中心距,这在实际工况中具有指导意义。 相似文献
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传统的滴灌灌水器流道优化设计方法是通过正交试验设计，进行有限元分析，并配合试验验证，试验过程强度大、造价高。该研究将群智能优化算法与有限元分析相结合，联合MATLAB与COMSOL仿真软件对滴灌灌水器流道参数优化设计。首先，通过MATLAB读取梯形迷宫流道灌水器在COMSOL软件中的仿真计算结果后，传递给遗传算法，并以流态指数为优化目标，流道齿参差值、齿高、单元数、流道转角、齿间距为设计变量，求解出常压（100 kPa工作压力）下的灌水器流道参数。利用SPSS软件回归分析法，建立了5个变量与流态指数之间的多元线性回归数学模型。分析结果表明，5个变量对流态指数影响程度排序为齿参差值、齿高、单元数、流道转角、齿间距。进一步分析灌水器流道内水力特性可知，滴头流道内低流速区域流速达到0.1～1.2 m/s，过流面积占流道截面的75.1%，有堵塞风险，高流速区域流速达到2.8～3.8 m/s，中流速区域流速达到1.5～2.5 m/s，流道内压力沿流道长度呈线性变化。实物样机测试结果表明，滴头流量模拟计算值与实测值之间的平均误差为6.1%，优化结果精度高，可为梯形迷宫流道灌水器流道参数优化设计提供参考依据。 相似文献