基于CFD的黄姜热泵干燥机干燥室热流场分析及结构优化

来源：中国农机化学报杂志2025年第3期北京时间：

作者：康宏彬, 陈锶钦, 胡书旭, 王雷, 肖波, 王本义

单位：（1. 湖北工业大学机械工程学院，武汉市，430068； 2. 湖北省农业机械工程研究设计院，武汉市，430068；3. 湖北迪拿尔科技有限公司，湖北鄂州，436000; 4. 广东省现代农业装备研究所，广州市，510630）

摘要：黄姜热泵干燥机在干燥过程中存在热流场分布不均匀等问题，使得干燥后的物料品质不均匀，同时局部风速和温度过低使每批次的干燥时间增加，导致干燥效率低。为提高干燥物料品质均匀性和干燥效率，需要改善黄姜热泵干燥机的热流场均匀性。通过SolidWorks建模，提出基本假设，借助计算流体力学（CFD Fluent）仿真软件对热泵干燥机干燥室内热流场进行数值模拟，分析热流场分布不均匀问题，并通过改进干燥机内部结构来提高干燥物料品质和干燥效率。结果表明：初始设备的干燥室内部热流场存在局部高温高风速等情况，物料区域上下分布不均匀性较大，通过将进风口和出风口优化成矩形进风口和格栅形出风口后，干燥室热流场明显得到改善，均匀性大幅度提高，速度不均匀系数和温度不均匀系数分别从66.5%、61.7%降低到40.5%、39.1%。取相同风速和温度的一组试验，品质得分由初始设备的6.16提高到优化改善后的8.32。

关键词：热泵干燥机,计算流体力学,热流场,不均匀系数

基金资助：广东省省级乡村振兴战略专项项目（2023KJ101）；湖北省重点研发计划项目（2020BB063）