杀青是绿茶初制加工过程中重要的一道工序,其效果决定了成茶的品质。滚筒杀青机是目前市场上广泛使用的杀青设备,但由于采用燃煤、燃气或电热圈加热的方式,能源利用率不高,不利于节能减排,同时由于这些加热方式温度响应慢,茶叶杀青质量也得不到保证。因此有必要设计一种高效节能、温度响应速度快的茶叶杀青设备,降低能耗的同时,提高杀青质量。电磁加热技术具有升温速度快、效率高、温度控制精确等特点,目前在工业生产中已经得到了广泛的应用。如何设置电磁加热过程中的参数使之满足茶叶杀青的各项要求是设计者普遍关注的问题。目前电磁滚筒杀青机还处于初级阶段,设计多基于实验,耗时耗力,设计成本高,因此数值模拟技术对于这类系统的设计和研究具有重要意义。本文在电磁学和传热学的基础上,利用ANSYS软件耦合场分析方法对杀青机电磁加热过程进行数值模拟,得到滚筒温度分布,并分析影响加热效率的关键因素,提出电磁杀青机关键技术设计方案。主要工作和成果如下:(1)根据电磁场基本理论和传热学理论,推导了杀青机滚筒电磁加热的电磁场和温度场分布的理论公式,并给出了电磁场和温度场分布的数学模型及相应的有限元分析模型,并讨论了电磁加热有限元分析中电磁场与温度场的耦合方法和滚筒材料物理参数对温度依赖性等关键技术问题的处理方法。(2)对杀青机滚筒电磁加热过程进行数值模拟,得到了滚筒的温度分布情况以及温度随时间的变化规律。研究了线圈与滚筒的间隙对滚筒加热速度的影响。在电流密度一定时,提高电流频率可以提高加热速度,缩短加热时间,但超过一定值后,加热速度提升不明显,并且频率升高滚筒内外壁温差增大。在频率一定时,滚筒加热速度随着电流密度的提高一直增大,同时滚筒内外壁温差也增大。(3)利用数值模拟结果,建立滚筒温度与滚筒内外壁温差与电流频率、电流密度和加热时间之间的回归模型,得到多元回归方程,为后续参数的设计提供数学模型。(4)根据设计要求,结合回归模型,计算各关键参数,设计电磁杀青机,通过实际杀青作业,得到与传统滚筒杀青机的对比结果。本文基于以上研究,设计电磁杀青装备,对比实验数据,发现基本符合设计要求,新设计的电磁杀青机比传统滚筒杀青机杀青能耗降低38%,并缩短了预热时间,研究所采用数值模拟分析的方法也可用于其他电磁加热装备的设计与优化。