一体化节能灶因其结构紧凑、加工效率高而被广泛应用于后勤饮食装备中。本文针对现役节能灶普遍存在热效率低、灶膛阻力高、主副食加工不同步等问题,以Ⅱ型灶为研究对象,通过理论分析与数值研究相结合的方法,探讨了灶膛内复杂传热及流动过程的内在规律,采用多场协同评价指标对节能灶扰流结构与操作参数进行了优化配置,以达到改善热流场分布、提高传热效率之目的,理论分析及优化方法对节能灶结构开发具有重要指导意义。基于能量守恒方程,理论推导得到灶膛辐射-对流复合传热系数,结合烟气物性参数模型,采用C语言进行编程计算,对优化前后灶膛的传热特性进行了对比分析。结果表明:内锥形扰流板可以有效增强辐射换热;锅底辐射热效率随锥形扰流板大径D₁的增大先增后减;当内扰流板小径为270mm、大径为420mm、高为220mm时,锅底辐射热效率达最大值;灶膛内对流传热占总传热的38%左右,所占比例较大,不容忽略。以Fluent软件为计算平台,基于复合传热理论计算结果,优化得到了双锥形扰流结构。通过建立节能灶燃烧传热优化数值模型,对比分析了不同扰流结构炉灶的工作性能,结果表明:双锥形扰流板更有利于增强换热与减小流阻,验证了优化思路的正确性。数值研究了外扰流板结构参数、喷雾锥角、空气流速及过剩空气系数对灶膛内热流场及阻力特性的影响规律,拟合得到了阻力参数与操作参数间的关系式;为获得较高传热效率,确定了各参数的取值范围;基于Fluent内嵌UDF模块,编制了灶膛多场协同角计算文件,研究了喷雾锥角、空气流速及过剩空气系数对多场协同特性的影响规律,并以协同角α_m、β、θ、γ分别作为炉灶阻力大小、对流换热强度、流体功耗及综合性能是否优良的评判标准,拟合得到协同角β及γ与各操作参数间的准则关系式。基于单因素变量分析结果,采用正交实验设计,计算分析了扰流板结构、喷雾锥角及助燃空气流速的变化对各评价指标的影响显著性;优化给出了节能灶在多场协同评价指标下的综合运行参数优先级为:空气流速、喷雾锥角、外扰流板大径;当其取值分别为:1.5m/s、60°、590mm时,炉灶热流场分布最为合理、多场协同程度达最优,最终确定了内外扰流板结构参数。