烟叶烘烤需要消耗大量的能源,由于我国生产力水平发展的限制,大部分烟叶烘烤采用的是燃煤烤房。煤炭作为烘烤的热源,直接对烤房进行供热,并且没有相应的热回收措施,存在热利用率低,耗煤量高的情况,并且化石燃料具有不可再生以及污染较大的缺点。近年来国家大力发展清洁能源以替代传统的化石燃料,势必就要对燃煤烤房做相应的改造,形成可持续发展的新模式。相比于燃煤锅炉,使用热泵作为热源有着较为明显的优势。它属于优质清洁能源,控制精度高,省时省工,并具有节能和环保的优势。近年来,采用带热回收装置的热泵技术对农作物进行烘烤的干燥方式受到了广泛的关注,不仅可以有效回收余热,提高能量利用率,还能降低了烘烤成本,保护环境。目前,关于热泵应用于烤烟的系统性能与燃煤烤房的比较分析的研究已经有很多,证明了用热泵作为热源进行烟叶的烘烤技术是可行并且经济的,而利用数值计算技术获得烤房内流场分布情况的研究还很少。密集型烤房装烟量大,烤烟周期内任务繁重,不把握烤房内部各种流场的分布情况,就无法确定热泵型烤房的烘烤整体性如何,影响热泵型烤房的推广应用。虽然多孔介质的内部结构依然存在非常明显的复杂性和随机性,使得确定多孔介质各类物性参数存在较大的误差,但是在大尺度的多孔介质研究中,通过合理的假设,已经找到较为合理的使用数学公式来描述其各项参数,而计算流体动力学的发展,使得利用数值计算技术引入到烤房烘烤的研究成为可能。为此,在当前多孔介质干燥过程研究不断深入的趋势下,结合计算流体力学以及商用模拟软件FLENT,本文对热泵型烟叶烤房的烘烤过程进行研究,获得烤房内部的温度场、速度场、浓度场等分布情况,并通过改变外部条件进行计算试验,用最小的代价获得更好的烘烤过程控制,使得整房烟叶的烘烤质量提高。当其他地区推广应用热泵型烤房时,可以提供相应的理论依据和物理模型,减少实验重复试验,降低投资额。湿烟叶在密集型烤房内排列密集,肉眼都无法分辨排列间隙,在模型中可以假设认为烟叶是连续、均匀分布的多孔介质,烘烤过程中发生的物理化学变化也可以认为是连续的。烟叶烘烤中不断发生着热空气与湿烟叶直接接触,湿烟叶受热水分蒸发从排湿口和排风口排出从而达到排除烟叶内部水分的目的。整体烤房烟叶烘烤质量的好坏,与烤房内温湿度、风速等条件密切相关。本文采用数值计算与实际测试相结合的方法研究重庆市巫山县烤烟点的热泵系统烤烟过程,主要研究内容如下:(1)以烟叶烘烤为研究对象,基于多孔介质的传热传质理论,根据干燥过程的边界条件和物性参数变化,通过合理的假设条件,使用ICEM软件建立干燥过程的物理模型,并利用FLUENT软件对其热湿传递过程进行了分析,获得了烤房内的速度场、压力场、温度场、浓度场等参数的分布。该方法同样适用于其他有着类似烘烤属性的多孔介质,为工程实际应用提供计算参考。(2)以中国重庆市巫山县某实际热泵烤房为测试对象,测试分析了烟叶干燥过程中关键参数的分布情况,获得了不同工艺阶段下烤房内烟叶烘烤温度变化以及水蒸气浓度变化规律。(3)在现有烤房性能以及风机选型等的基础上,通过改变墙体保温性能以及循环风机风量等参数来研究外部条件对烟叶热风干燥的影响,以期最小的代价来找到更适合的烟叶烘烤方式,提高烤房的烘烤质量,获得优质的烟叶。