目前,人们对球形茶的品质要求愈来愈高,提高球形茶成形的品质变得尤为重要,球形茶品质提高很重要的一点就是球形茶炒干机设备设计优化和制茶过程控制的提高。针对目前球形茶炒干机设备设计与制茶过程控制中,对球形茶成形能力缺乏评价指标的问题,提出球形茶颗粒群机械功做功效率作为评价指标,结合工程实际对球形茶炒干机进行优化,并设计了评价指标和球形茶成形能力相关性实验。本文主要的工作和成果如下:(1)茶叶颗粒在炒干机锅体内的成形过程中,理论分析了对茶叶成形影响的机械功,包括茶叶颗粒与锅壁摩擦做功、茶叶颗粒间挤压做功和茶叶颗粒间内摩擦力做功。(2)基于离散元素法软件EDEM对茶叶颗粒在锅体内运动进行仿真模拟,根据典型位置茶叶颗粒的轨迹,得出球形茶颗粒在颗粒群内摩擦运动的距离,为茶叶颗粒间内摩擦力做功的计算分析提供数值依据。(3)结合单颗粒茶叶所做的机械功和茶叶颗粒在锅体内的分布情况,提出以球形茶颗粒群机械功做功效率作为球形茶加工设备成形能力的评价指标。利用Matlab对评价指标进行计算分析,研究炒干机传动机构部分的曲柄角速度和炒板相位角对评价指标的影响,研究发现炒板相位角对评价指标的影响较大,曲柄角速度影响相对较小,且当炒板相位角为0.65 rad,曲柄角速度为16 rad/s时,评价指标值最大。(4)茶叶翻炒成形过程中,针对之前球形茶炒干机设备摆幅与炒板相位角不可无级调的缺点,设计改进了设备的传动机构,使得炒板摆幅和相位角可以进行无级调整。结合工程实际情况,并对理论分析结果进行实验验证,实验结果表明球形茶加工设备成形能力与评价指标呈正相关。本文创新性地对球形茶颗粒在炒干机锅体内成形过程分析,提出以球形茶颗粒群机械功做功效率作为球形茶加工设备成形能力的评价指标,这一评价指标的研究可用于球形茶炒干机设备设计与制茶过程控制的优化,为进一步研究球形茶加工设备成形能力的定量评价提供了良好的理论基础。