摘要 為了加深對(duì)皮蛋噴淋涂膜工藝的認(rèn)識(shí)，使用Fluent 軟件中重疊網(wǎng)格耦合VOF 模型開展兩相流研究，獲得皮蛋不同擺放姿勢(shì)下的液膜潤(rùn)濕比，并以膜厚變化指數(shù)為響應(yīng)值，結(jié)合Box-Behnken 試驗(yàn)篩選出懸垂液滴去除時(shí)最優(yōu)吸管參數(shù)與工作壓力，結(jié)果顯示：尖端朝下擺放的皮蛋經(jīng)過(guò)噴淋后液膜潤(rùn)濕比為1，而鈍端朝下擺放的皮蛋經(jīng)過(guò)噴淋后液膜潤(rùn)濕比僅為0.836，篩選出最優(yōu)吸管參數(shù)組合為間距14.50 mm、直徑12.09 mm、工作壓力6.97 kPa、膜厚變化指數(shù)預(yù)測(cè)值為0.636。在最優(yōu)吸管參數(shù)組合下進(jìn)行仿真試驗(yàn)，并利用氣吸裝置開展懸垂液滴去除試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，膜厚變化指數(shù)仿真值與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差為1.73%，膜厚變化指數(shù)的實(shí)際值與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差為7.55%，與仿真值的相對(duì)誤差為9.12%。結(jié)果表明本研究的耦合模型可用于皮蛋噴淋涂膜仿真試驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 皮蛋； 重疊網(wǎng)格； 噴淋涂膜； 懸垂液滴； 膜厚變化指數(shù)

中圖分類號(hào) S377 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1000-2421（2024）02-0254-10

目前，對(duì)皮蛋進(jìn)行涂膜處理逐漸成為皮蛋加工生產(chǎn)中的必要環(huán)節(jié)［1-2］。禽蛋常見的涂膜方式有浸涂法、噴淋法、噴涂法等。不同涂膜方式下液膜形成機(jī)制與成膜效果存在較大差異。王子諦［3］對(duì)涂膜方法進(jìn)行對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)采用噴淋涂膜速度最快。楊禎［4］以石蠟為涂膜劑，對(duì)比不同涂膜方式下皮蛋蠟?zāi)さ馁|(zhì)量，發(fā)現(xiàn)采用噴淋法在皮蛋表面形成的蠟?zāi)ぷ顬楣饣?。楊森?］在設(shè)計(jì)鵪鶉蛋封蠟機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)利用噴涂法對(duì)鵪鶉蛋封蠟時(shí)噴出的霧狀石蠟極易凝固，導(dǎo)致封蠟失敗，最終選擇噴淋法完成對(duì)鵪鶉蛋的封蠟。皮蛋噴淋涂膜過(guò)程是液膜鋪展過(guò)程，液膜鋪展后會(huì)在皮蛋底部形成懸垂液滴影響了液膜的均勻性。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)液膜流動(dòng)進(jìn)行了大量研究。林慶國(guó)［6］通過(guò)射流撞壁試驗(yàn)，分析了射流孔徑、射流速度、射流傾角以及壁面曲率等因素對(duì)液膜形態(tài)的影響，認(rèn)為射流傾角是影響液膜形態(tài)的關(guān)鍵因素。Kibar［7］開展傾斜射流撞擊豎直的超疏水壁面的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)液膜鋪展面積隨著接觸角的增大而減小，并分析了壁面接觸角、射流傾角、射流韋伯?dāng)?shù)對(duì)射流撞壁反彈的影響。Good 等［8］則以水為冷卻劑，對(duì)射流撞壁后的液膜分布進(jìn)行試驗(yàn)研究，并分析了不同傾角下液膜最大寬度與射流速度之間的關(guān)系。Fard 等［9］通過(guò)三維數(shù)值對(duì)射流撞擊濺板后液膜形成及破碎的過(guò)程進(jìn)行了仿真，并結(jié)合試驗(yàn)驗(yàn)證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。Cooke 等［10］利用數(shù)值對(duì)降膜流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了仿真研究，并且在數(shù)值仿真過(guò)程中應(yīng)用了網(wǎng)格自適應(yīng)加密技術(shù)，從而提高了計(jì)算精度和計(jì)算效率。目前有關(guān)懸垂液滴的研究較少，主要集中在纖維絲上懸垂液滴形態(tài)的研究，Mchale 等［11］基于 Young-Laplace 方程推導(dǎo)了忽略重力影響下纖維絲懸垂液滴輪廓表面的數(shù)學(xué)表達(dá)式；李健等［12］提出了一種基于液滴輪廓割線的纖維接觸角測(cè)量方案，測(cè)量誤差控制在±2.5°以內(nèi)。雖然關(guān)于液膜的研究眾多，但是研究主要集中在靜止壁面上，鮮見有關(guān)皮蛋噴淋過(guò)程中懸垂液滴的研究。

針對(duì)目前皮蛋噴淋涂膜理論研究不足的問(wèn)題，本研究開展皮蛋噴淋涂膜系統(tǒng)仿真研究，利用重疊網(wǎng)格與VOF 模型建立耦合模型對(duì)皮蛋噴淋涂膜模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，對(duì)皮蛋噴淋過(guò)程中皮蛋液膜鋪展過(guò)程與噴淋涂膜后期懸垂液滴去除過(guò)程進(jìn)行分析，并結(jié)合Box-Behnken 試驗(yàn)篩選出氣吸式懸垂液滴去除過(guò)程中的最優(yōu)參數(shù)，利用搭建的懸垂液滴去除裝置對(duì)篩選出的參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，旨在為皮蛋噴淋涂膜工藝提供技術(shù)支撐。