论文题目：基于水射流典型淡水鱼类去鳞关键技术及装备研发
摘要：我国是世界淡水鱼养殖、生产大国,但淡水鱼加工业发展却相对缓慢。淡水鱼除鳞工序是有鳞淡水鱼前处理中的重要环节,也是整个淡水鱼加工技术中的一个技术难点。目前,我国的淡水鱼类去鳞加工仍存在以人工加工为主,机械化、自动化程度不高。高压水去鳞作为一种新兴去鳞技术,优点是快速高效、效果稳定、参数可控、无污染,且能显著降低加工过程中对鱼体的损伤,便于鱼鳞的回收和流水线加工的实现,特别是面对中央厨房这种小规模加工时,其高效低损的去鳞优势表现得尤为突出。但目前我国的高压水去鳞设备基本上还是从国外引进,不仅价格昂贵,而且由于对水射流去鳞作业机理不清、运行参数优化缺乏依据,所以都是通过反复调试试验或者人工经验确定射流方案,因此有必要对水射流去鳞机理展开研究并开发一种高效低损的水射流去鳞设备。本文基于水射流清洗方式,以鲫鱼为试验目标,采用流场仿真和去鳞实验相结合的方法,分析主要去鳞参数的变化对鲫鱼去鳞效果的影响,建立鲫鱼去鳞效果感官评定方法,提出鲫鱼去鳞参数优选方法,并在此基础上,开展水射流淡水鱼去鳞设备设计和开发工作。本文研究内容具体如下:（1）探讨了淡水鱼去鳞过程去鳞参数与鱼体受力状态的关系。基于流固耦合仿真,研究了射流参数（射流压力、入射角和喷射距离）与淡水鱼去鳞过程的受力状态的关系,分析了不同射流参数组合变化对淡水鱼去鳞的力学性能指标的影响,给出射流参数与力学性能的关系曲线,为水射流去鳞工艺参数设计与优化提供了依据。（2）提出了基于感官评定的淡水鱼去鳞效果的评价方法。基于原理实验,分析了去鳞参数（射流压力、射流入射角、喷射距离和进给速度）对去鳞效果（去鳞率、破损程度）的影响,采用四元二次回归正交组合试验设计,构建了射流参数对去鳞率影响的响应面模型,以此为基础,运用MATLAB软件对该模型进行了优化,得到了以去鳞率最大化为目标的水射流去鳞参数优化结果。（3）建立了基于水射流的淡水鱼去鳞设备设计方案。设备由机架、输送系统、水射流系统以及水循环利用系统组成,可以较好满足鱼体去鳞的工艺过程及工作要求;同时对去鳞设备的控制系统进行设计与搭建,基于该控制系统可以对射流压力和输送速度两个参数进行监控,提高了设备的智能化水平,最后建立了去鳞样机,得到了基于水射流去鳞样机的鲫鱼最优去鳞方案。
关键词：水射流;淡水鱼去鳞;流固耦合;去鳞参数;去鳞效果
学科专业：机械工程
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 研究内容与方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 课题研究的关键环节
1.3.3 技术路线
1.4 本章小结
第二章 水射流去鳞原理及试验装置设计
2.1 引言
2.2 水射流去鳞原理描述
2.3 水射流基本特征参数
2.3.1 射流入口压力
2.3.2 射流入射角
2.3.3 喷嘴喷射距离
2.3.4 物料进给速度
2.4 水射流去鳞试验台搭建
2.4.1 试验台总体方案设计
2.4.2 试验台机械结构设计
2.4.3 试验台检测系统设计
2.5 本章小结
第三章 水射流去鳞过程力学性能分析
3.1 引言
3.2 基于水射流流场仿真的去鳞过程力学特性分析
3.2.1 基于流固耦合的流场仿真方法
3.2.2 建立几何模型
3.2.3 网格划分
3.2.4 参数设置
3.2.5 仿真方案及结果
3.2.6 水射流去鳞的力学性能评判指标
3.2.7 水射流去鳞的力学性能影响因素分析
3.3 仿真有效性验证实验
3.3.1 实验原理及目的
3.3.2 实验主要步骤及数据
3.3.3 实验结果分析
3.4 本章小结
第四章 基于试验的水射流去鳞效果评定的影响因素分析
4.1 引言
4.2 去鳞效果感官评定指标体系的建立
4.3 试验材料与仪器设备
4.3.1 试验材料
4.3.2 试验仪器与工具
4.4 水射流参数单因素对去鳞技术实验研究
4.4.1 射流压力对去鳞效果的影响试验
4.4.2 射流入射角对去鳞效果的影响试验
4.4.3 喷射距离对去鳞效果的影响试验
4.4.4 进给速度对去鳞效果的影响试验
4.4.5 数据处理
4.5 试验结果与分析
4.5.1 射流压力对去鳞效果的影响
4.5.2 射流入射角对去鳞效果的影响
4.5.3 喷射距离对去鳞效果的影响
4.5.4 进给速度对去鳞效果的影响
4.6 基于回归正交试验的水射流去鳞参数优化
4.6.1 试验设计及结果
4.6.2 试验结果的分析与优化
4.6.3 优化结果验证
4.7 本章小结
第五章 水射流淡水鱼类去鳞设备设计与研制
5.1 引言
5.2 总体设计要求
5.3 水射流去鳞设备机械结构设计
5.3.1 总体设计方案
5.3.2 水射流去鳞机加工流程分析
5.4 水射流去鳞设备控制系统设计
5.4.1 控制系统整体系统框架
5.4.2 硬件选择
5.4.3 PLC外部接线
5.4.4 HMI界面设计
5.5 实验样机的研制与试验
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢