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我国是烟草生产大国。烟叶从田间收获到包装销售,首个加工工艺便是烟草烘烤,烟草烘烤的质量会影响后续加工环节,甚至卷烟产品的质量。新型密集烤房可以提高烟草烘烤效率,烟草烘烤的质量会受到密集烤房内部环境的影响。将CFD技术应用到新型密集烟草烤房中,获取烤房内部流场环境信息,对提高烟草烘烤效率有较好的实际意义。本研究基于CFD方法对新型密集烟草烤房内部环境进行分析。应用离散相模型建立烤房的水分蒸发模型,对其内部热湿环境进行数值模拟,利用烟草烘烤试验数据,如测量的烟草重量变化等,验证所建立的烤房CFD模型。利用多孔介质模型对烤房内部烟草区域研究,分析不同多孔介质参数对烤房内温度分布的影响。对烤房内部气流速度场进行数值模拟,研究不同通风孔数量、导流板角度和排湿口位置对气流环境的影响,从而对新型烟草烤房进行结构的优化设计。得到的主要结论如下:(1)对烘烤过程烤房温湿度和烟叶重量变化进行试验研究。烟叶上层区域温度始终低于下层区域,烟叶上层区域空气相对湿度高于下层区域,非烟草区域的相对湿度较低并基本保持一致,烘烤过程烟叶失重速率分成四个阶段。(2)确定应用离散相模型对烤房内部烟草水分蒸发进行建模。多相流模型在入口边界引入烟草水分,与水分由烟草叶片排出不相符,在烟草区域设置入口边界,则会影响烤房气流流动性;应用离散相模型对烟草水分蒸发现象建模,可以在烤房内部任何位置创建非结构平面引入烟草水分,并且不会影响烤房气流流动。(3)采用CFD方法研究新型密集烤房内部温度场和湿度场。CFD软件计算得到的温湿度值与烘烤试验所测量数值的相关性较高,说明所建CFD模型可以对烤房内部热湿环境进行预测。烤房底部区域温度大于顶部区域,多孔介质内部温度低于其外部区域,而水蒸气质量分数分布与温度相反。孔隙率和颗粒平均直径的增加使得多孔介质内部热传导速度变快,在烟草烘烤过程中,适当的选择装烟密度可以提高烘烤效率。(4)对新型密集烟草烤房进行结构优化设计。通风孔数量的增加显著提高了烤房内部气流的平均速度,增加了气流的流动性,但是随着通风孔数量增加,此效果逐渐减弱。导流板对气流不均匀系数影响较大,其中小角度导流板比较合适。顶部设置排湿口较底部排湿口可以略微提高气流速度和中上层气流的均匀性。