木材热处理是一种增加木材的尺寸稳定性和生物耐久性的方法之一,是一种提高木材资源利用率的有效工艺手段。由于木材热处理设备具有结构要求与工艺参数变化复杂的特点,从设计到应用有一个漫长的过程,在传统的设计模式下“建立实体模型—测试分析—优化模型—改造模型”,需要消耗很长的时间,还有大量的人力与财力,使得对木材热处理系统的研究越来越困难。在木材热处理过程中,窑内风速、温度和湿度情况是保障木材热处理质量主要的参数。为了解决木材热处理窑内部风速、温度和湿度分布不均匀的问题,本课题研究拟在构建木材热处理窑内部循环风速、温度和湿度的热质耦合三维模型,以改进热处理窑结构与优化工艺参数,为木材热处理生产提供科学依据。通过对木材热处理工艺的分析,探究了木材热处理窑内部各种因素对木材热处理质量和木材热处理效率的影响情况,建立木材热处理介质的循环方式以及热质耦合方程;对木材热处理窑内多场耦合问题和边界条件,采用FLUENT软件建立木材热处理窑的耦合模型。分析木材热处理窑内部风速分布规律和温度湿度情况;针对木材热处理窑存在送风方向和回风方向紊乱,温度、湿度分布不均的情况,确定试验和测量方法;通过仿真分析和对比试验数据验证所建立热质耦合模型的合理性。对于存在的不合理分布情况采用改进圆弧墙壁和加装导流板的技术来加以改善;分析风速和含水率对于木材热处理效率的影响,采用PID控制器,通过控制器调节消除偏差,达到对木材热处理过程进行精确控制的目的。通过对优化后的木材热处理窑进行对比仿真分析得出结论,优化处理为改善木材热处理窑结构和工艺参数提供了科学依据,采用改进圆弧墙壁和加装导流板的技术后木材热处理窑内部流场分布、温度与湿度分布的均匀性得到提高,具有良好的工业应用前景。