基于收获的菜谷的离散元件模型构建和剥皮模拟验证

科学领域:

• 农业工程 农业工程
• 计算建模 计算建模
• 食品加工 食品加工 食品加工

背景情况:

• 由于可见度差和动态反应不清楚,昆的干燥脱皮在工艺控制中提出了挑战.
• 不准确的模拟模型会导致低于最佳的设置,并在子加工过程中造成大量产品损失.
• 精确的模拟对于优化除设备设计和性能至关重要.

研究的目的:

• 开发和验证一个离散元件方法 (DEM) 模拟模型,用于昆谷物的干脱皮.
• 用实验压缩和剪切测试校准米粒的粘合参数.
• 模拟干燥脱皮过程并评估模型的预测准确性.

主要方法:

• 在EDEM软件中使用三轴空间坐标方法构建了昆粒的离散元素模拟模型.
• 在压缩试验模拟中采用了Plackett-Burman,最的上升和Box-Behnken方法,以校准粘合参数.
• 通过机械剪切测试验证模型参数,并在虚拟设备中模拟干燥脱皮过程.

主要成果:

• 校准模型显示,最大压缩力的相对误差为0.32%,断裂切削力<5%.
• 模拟的脱皮率 (78.54%) 和破碎率 (1.38%) 非常接近实验值 (75.32%和1.24%).
• 该模型准确地反映了麦粒和麦粒之间的机械性能差异.

结论:

• 校准的离散元素模型提供了准确的预测昆麦的机械性能和脱皮行为.
• 这种经过验证的模型提供了一个可靠的基础,可以优化昆干脱皮设备的设计.
• 模拟方法有效地解决了理解和改进干燥脱皮过程的挑战.