我国粮食生产已超过6亿吨/年，干燥是粮食产后储前的重要环节，是能量消耗较高的收获后处理单元。为了将谷物进行长期储存，必须要将收获后的高水分谷物降到安全水分以下。对谷物进行干燥一般采用人工晾晒或机械干燥，机械干燥是确保原粮品质的重要途径，目前年干燥规模在1亿吨左右，市场需求量大。近年来，随着工业生产中的新能源、新材料、新技术研究的深入与推广，对谷物干燥技术的研究不断地提出新要求。本论文旨在研究开发适合我国广大农村农户使用的高效节能干燥机，填补远红外谷物干燥技术的国内空白，为小型粮食干燥机械普及工程提供技术支持。从红外辐射的基本理论出发，研究了物料的红外光谱及其产生机理，红外波长与辐射特性的关系以及谷物对红外辐射的吸收特性。依据稻谷红外光谱图选择红外材料为HS-2-1中低温红外辐射涂料，通过计算可知，应用这种中低温红外涂料进行干燥稻谷时，温度在289.7K~482.9K之间，就能发射出有利于干燥稻谷的红外线，峰值最佳匹配温度为318.8K；在理论上分析了远红外辐射谷物的水分迁移机理，对远红外对流组合谷物干燥的模型进行了分析和研究，为后续的研究奠定了基础。对远红外对流组合干燥换热效果进行全面的试验研究与分析，探索换热过程中参数之间的内在联系和相互影响。基于匹配吸收理论及谷物对远红外吸收特性，优选远红外涂层材料及管板材料，优化远红外辐射部件结构。选用换热管内介质温度、换热管壁厚和换热管外内风量比为试验因素，换热量、换热效率和热风出口温度为主要的性能指标，对试验台的换热性能实施了二次正交旋转回归试验研究，建立了关于换热性能的数学模型，通过方差分析对各项系数进行显著性检验，确定了影响换热性能各因素的主次顺序，进而优化关于换热量、换热效率和热风出口温度数学模型，并分析各因素之间的交互作用对换热性能的影响，研究适合中小型谷物干燥机的远红外对流组合换热技术。在分析影响因素的基础上，对远红外对流组合谷物干燥装置中关键零部件进行设计与分析，并对其工作过程中的主要问题进行机理研究，通过建立相关的数学模型及分析图像，研究分析诸多要素相互关系、相互作用的热量传递及运动部件的运动过程。基于虚拟样机技术与理论分析研究的结果研制了一套集提升谷物、热风干燥段、控制排料速度装置、远红外干燥段、输送谷物、热量供应装置和驱动介质流动装置于一体的具有节能、低成本等特点的远红外对流组合干燥机。同时也确定了整机的整体布局与工作流程，并进行了试验研究。在空载状态或装满状态同一种谷物状态下，对干燥机出口位置的风量进行测量试验，通过折算计算出粮面的表观风速。在同一风量下，干燥机表观风速空载状态＞装满玉米状态＞装满稻谷状态；稻谷在不同风机风量时对应的表观风速为：风机风量7200m3/h，表观风速为0.047m/s；风机风量9600m3/h，表观风速为0.09m/s；风机风量12000m3/h，表观风速为0.10m/s。通过现场干燥试验对整机系统工作性能和作业质量进行测试与考察，得到了稻谷干燥过程的水分变化规律、稻谷干燥速率与含水率之间的关系、稻谷干燥过程温度变化曲线规律，并计算出单位耗热量及爆腰率：远红外对流组合干燥时单位耗热量为3011.6kJ/kg，单独热风干燥时单位耗热量为4235.3kJ/kg，远远低于国标JB/T10268-2001规定，直接加热，稻谷≤5800kJ/kg，远红外对流组合干燥比单独热风干燥单位耗热量减少28.9%；稻谷的爆腰率增值，单独热风干燥的稻谷爆腰率增值为2.8%，远红外对流组合谷物干燥稻谷的爆腰率增值为0.3%，小于国家标准JB/T10268-2001中规定的爆腰率增值3%。