亚热水果冷冻浓缩关键装置包括冷冻浓缩罐和压榨分离机。其中,冷冻浓缩部分的关键是搅拌,压榨分离机的关键部分是螺旋杆和筛筒的设计。本课题采用ANSYS和CFD等先进CAE软件对压榨机的重要工作部件进行设计以及对冷冻浓缩罐内部流场进行数值模拟和结构改进。压榨分离是冷冻浓缩技术的提纯阶段,本课题所设计的压榨机是小型的双螺旋压榨机,压榨形式为双螺旋对压形式。冷冻果汁在结晶之后形成果汁晶体与小冰晶混合在一起,需要对其进行分离提纯。螺旋压榨机的效率以及螺旋杆和筛筒关键部件的刚度强度要求是设计的重点也是生产和应用中要注意的问题。对压榨分离机螺旋杆和筛筒进行设计并进行强度校核和对压榨机螺旋轴进行模态分析,这对于搅拌设备乃至整个冷冻浓缩装置的正常高效工作是至关重要的。压榨部件是压榨机的重要工作部件,它主要由螺旋杆和筛筒两部分组成。螺旋杆的设计主要是螺距、螺杆螺旋送料的断面尺寸。筛孔的设计主要参数包括筛孔大小和分布密度。最后利用ANSYS对螺旋杆进行强度校核和对螺旋轴进行振动稳定性分析。利用CFD计算流体力学软件对搅拌反应罐搅拌区流场进行模拟,实现了速度场、剪应力场,速度位置分布的可视化,获得了速度场的分布规律。冷冻浓缩罐内的果汁的速度分布和湍流强度等指标将直接反映果汁的搅拌混合效果。搅拌架结构、搅拌架尺寸和搅拌速度是搅拌器设计的重要参数。利用CFD计算流体力学软件FLUENT对搅拌反应罐内部流场进行详细分析,得出流场分布规律,分析其所受压力以及合力与搅拌转速的关系,并给出合理的搅拌转速区间来达到减少能耗的效果。研究不同半径、十字搅拌架、十字挡板以及刮板结构的搅拌架对搅拌流场的影响,以仿真结果数据来指导搅拌器的设计。