茶叶理条机加热结构优化及温度场仿真分析

来源：中国农机化学报杂志2025年第6期北京时间：

作者：徐勇, 闫建伟, 喻丽华, 苟园旻, 孙成宇

单位：（1. 贵州大学机械工程学院，贵阳市，550025； 2. 贵州大学茶叶工程技术研究中心,贵阳市，550025）

摘要：为解决茶叶理条机锅槽表面温度分布不均匀的问题，建立锅槽与加热结构的温度场模型。采用计算流体力学(CFD)动网格方法模拟往复频率为0 r/min、150 r/min、180 r/min、210 r/min的锅槽瞬态升温过程。仿真结果显示：原结构下锅槽温度不均匀系数分别为0.089、0.116、0.121、0.123，锅槽温度分布不均匀，锅槽温度均匀性随着往复频率的增加逐渐降低。根据仿真结果优化加热管的排布方向及中心距，优化后的锅槽温度不均匀性系数为0.043、0.05、0.054、0.059，温度均匀性更好；并模拟使用柔性加热膜包覆锅槽时的瞬态升温过程。结果表明，使用加热膜加热时，锅槽在20 s内即可达到最高温度，升温速度远高于电热管结构，且温度不均匀系数仅为0.002，锅槽温度分布均匀，可成为茶叶理条机加热方式下一步优化方向。

关键词：茶叶理条机,锅槽,计算流体力学,动网格,温度场均匀性,数值模拟

基金资助：国家重点研发计划项目子课题(2021YFD1100307—3)；贵州省科技计划项目(黔科合中引地[2023]010)；贵州省现代农业（茶叶）产业技术体系建设专项（GZCYCYJSTX—05）