油辣椒固液混合多相流灌裝的數值模擬

羅金剛

（貴陽學院機械工程學院，貴州 貴陽 550005）

隨著信息技術的發展和流體研究的深入，對灌裝機械的研究，已可從過去的實體樣機研究，走向虛擬研究和分析，大大減少了研發周期和生產成本，油辣椒作為一直固液混合物，主要物質組成有菜籽油、辣椒，花生米、調味料等，油辣椒的制作工藝是將菜籽油和辣椒、花生等物料經高溫炒制而成[1]。油辣椒的固相和液相的各相流密度和流動性差異較大，在灌裝過程中容易出現由固相辣椒顆粒、花生和肉丁堆積而導致的堵塞現象，或者出現灌裝過程中固液混合不均勻、每瓶質量得不到統一保證等問題[2]。現有的研究主要集中在對多相流的攪拌研究，對于油辣椒灌裝問題，主要表現在灌裝過程中。為了深入研究灌裝過程中油辣椒固液混合多相流在灌裝機構中的流場分布，應用流體力學軟件Fluent，對油辣椒固液混合多相流在灌裝排出過程中菜籽油體積分數對流場的分布影響。

1 灌裝機構的結構參數

灌裝機構作為灌裝機的重要組成部分，主要由移動推桿、計量缸、三通閥、轉動閥芯、出口管道等部分組成。

灌裝機構的結構幾何模型見圖1。

圖1 灌裝機構的結構幾何模型

2 數值計算模型

2.1 數值計算方程

以歐拉-歐拉模型作為油辣椒固液混合多相流計算模型，液相為連續相，將其他兩個固相看成擬連續相，即將固相液相看成是共同存在相互滲透的連續介質。以下是流體計算的相關方程[3]：

連續性方程：