韦进文 阮士倡

（广西大学 广西南宁 530000）

砂糖橘作为柑橘类水果的一种，其果皮特性相较于其他品种柑橘类水果较脆，容易碎裂，现有的机械加工去皮方法不利于对其进行果皮剥离[1]。文章提出一种高压空气内爆的砂糖橘去皮方法，即往果实内部注入高压空气使果皮爆裂，通过Fluent 建模仿真，讨论该方法对砂糖橘果皮的破坏情况，并与实验结果相比较。

1 实验设计

为方便后续建模，采用Box-Benhnken 中心组合实验设计方法，得到的实验设计的因素与水平表如表1所示。

对于气嘴的压力范围，考虑到自行车胎内气压可以达到8 个大气压，但砂糖橘果皮易碎，在一定压力下果皮会发生破裂，故气嘴压力范围试选取5～8 个大气压。对于气嘴出口数量，分别为2、3、4 个。对于果皮内部间隙，根据经验选取为1.5～2 mm。

2 流场理论分析

Fluent 软件在计算流体力学的研究中起着重要作用[2]，可用于流体力学与热力学方面的分析。基于有限体积法，用待求解微分方程对所有控制方程积分，得到离散方程组。

使用Fluent 软件对空气在果内流动的流场进行分析，则应当满足质量守恒方程、动量守恒方程以及能量守恒方程[3,4]。

（1）质量守恒方程

（2）动量守恒方程

（3）能量守恒方程

3 破皮效果仿真模拟

由于Fluent 所建立的模型是流道模型，即模仿的是空气在果实中所能流动的区域。根据表1中果皮内隙建立流体模型，进行一些优化，将原本以四面体为主的网格进行部分分割，以六面体网格的方式进行划分，网格模型如图1所示。……