烟叶烘烤是烟草晾晒后的第一个工艺环节,对后续加工烟叶的质量有着不可忽视的影响。密集式烤房因其在烟叶烘烤方面具有独特的优良性能,目前在我国迅速发展并广泛应用。本课题基于CFD方法对气流下降式密集烤房内部环境进行研究。应用多孔介质模型替代待烤烟叶,应用离散相模型模拟烟叶中水分蒸发模,分别对空载与负载两种状态下的密集烤房进行数值模拟。并依据试验数据对模型有效性进行验证,分析空载烤房内部流场与烘烤过程烤房内部热流固耦合多场环境,研究进风量,进风口位置、屋顶角度、导流板角度等因素对烤房内部气流与速度场、压力场、温度场等的影响,进而对气流下降式密集烤房的结构进行改进。本文主要研究结果如下:(1)依据基本假设,完成了密集烤房数值模拟模型创建后,通过试验发现在一定时间的强制通风下,密集式烤房装烟室内任意位置均可升至预设温度,但由于装烟室内面积过大,不同位置温度上升的速度稍有不同,同时相同时间点顶棚温度高于底棚。并依据实验数据验证该模型可以有效的模拟密集烤房真实情况。(2)利用正交试验对空载烤房流场的数值模拟研究。研究结果表明,对于气流下降式密集烤房来说,进风口的位置、角度与单位时间内进风量的大小对空载烤房装烟室内部温度场影响几乎可忽略不计,但对烤房内部装气流速度场影响非常大,其中进风口位置对于烤房装烟室内部气流速度场影响最大,进风道角度次之,进风量影响效果相对最小。研究发现当进风道角度为9°,进风口位置为0mm,进风量为20412m~3/h时,烤房内部气流速度场分布最为均匀。(3)密集烤房内部热流固耦合多场分析与结构改进研究。分析完整周期的密集式烤房烘烤过程数值模拟结果,研究屋顶倾角与导流板角度对烘烤效果的影响,研究发现过大的屋顶倾角或导流板角度,会导致烤房内部气流紊乱,影响个别烟叶区域的加热效果。当烤房屋顶角度为1°时或导流板角度为10°时,密集烤房烘烤效果最佳,相对未改进结构的密集烤房在一定程度上提升了加热效果,提高了烤房内部气流的分布均匀性。