基于分形几何植物油料饼孔隙结构及渗透率的研究

论文摘要

以冷态压榨条件下油料饼（菜籽仁饼、芝麻饼、碎花生饼）为对象,研究油料饼孔隙结构,探讨油料饼孔隙结构的分形特性以及压榨压力对油料饼孔隙结构的影响。运用扫描电镜和Image-pro图像分析技术分别测试分析不同压榨压力下的油料饼孔隙的微观结构,采用小岛法、盒计数法对图片进行了孔隙截面边界和孔隙尺寸分布分形维数的测定,并采用回归分析方法建立了孔隙截面边界和孔隙尺寸分布分形维数与压榨压力的经验公式。根据分形毛细管模型,结合Hagen—Poiseulle方程和Darcy渗流定理建立渗透率的分形模型,得到渗透率的分形分析解通式。通过实验得到油料饼渗透率的测试值,与理论值进行对比,验证渗透率分形模型的正确性。结果表明,油料饼的孔隙结构存在明显的分形特征,分形维数越大,孔隙截面边界越不规则;压榨压力越大,分形维数越大,压榨压力与分形维数满足明显的线性关系。应用渗透率分形分析解通式求解油料饼的渗透率与试验结果吻合较好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的目的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容与方法
• 第2章 植物油料饼孔隙结构研究
• 2.1 试样制备
• 2.2 图像获取及处理
• 2.3 植物油料饼孔隙结构
• 2.3.1 植物油料饼孔隙度测定
• 2.3.2 植物油料饼孔隙分布
• 2.4 本章小结
• 第3章 植物油料饼孔隙结构分形研究
• 3.1 分形的定义与性质
• 3.1.1 分形的定义
• 3.1.2 分形的性质
• 3.2 分形维数
• 3.2.1 相似维数
• 3.2.2 豪斯道夫维数
• 3.2.3 计盒维数
• 3.3 植物油料饼分形维数的测定
• 3.3.1 模型描述
• 3.3.2 孔隙截面边界分形维数
• 3.3.3 孔隙尺寸分布分形维数
• 3.3.4 植物油料饼计盒维数
• 3.4 压榨压力对分形维数的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 植物油料饼渗透率分形模型的建立
• 4.1 渗透率的分形模型
• 4.2 菜籽仁饼的渗透率求解
• 4.3 芝麻饼的渗透率求解
• 4.4 碎花生饼的渗透率求解
• 4.5 本章小结
• 第5章 理论模型与实验结果比较
• 5.1 油料饼渗透率的测量
• 5.1.1 试验装置
• 5.1.2 试验方法
• 5.1.3 试验结果与分析
• 5.2 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果