鄭勁民， 陳廣晴， 劉劍君， 舒雷， 郝允志*

(1.中國煙草總公司河南省公司， 鄭州 450046； 2.西南大學(xué)人工智能學(xué)院， 重慶 400715)

煙葉烘烤試驗(yàn)箱是一種模擬實(shí)際密集烤房烘烤全過程的小型一體化設(shè)備[1]。因其體積小、移動(dòng)方便以及裝煙量少等特點(diǎn)，使得在其上進(jìn)行煙葉烘烤所需人力物力成本低和能耗少，并能夠進(jìn)行大量烘烤工藝數(shù)據(jù)的探索和積累。溫度是烘烤工藝中重要的調(diào)控參數(shù)[2-3]，其分布不同會(huì)導(dǎo)致煙葉不同部分的失水率和生物化學(xué)反應(yīng)不同，進(jìn)而影響烤煙的整體品質(zhì)[4-5]。由于溫度場和氣流場密切相關(guān)，為了獲得更好的溫度場分布，試驗(yàn)箱內(nèi)需要具有合理的結(jié)構(gòu)布局，使箱內(nèi)能夠產(chǎn)生足夠均勻的氣流場[6]。相關(guān)企業(yè)和科研院所開發(fā)了多種專用的煙葉烘烤試驗(yàn)箱，能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)速和溫度的調(diào)控；不過大多存在氣流場以及溫度場分布不均的問題[7-8]。諸多學(xué)者通過在烘烤室內(nèi)添加導(dǎo)流結(jié)構(gòu)來改善這一問題[9]。李研等[10]通過在煙葉烘烤試驗(yàn)箱內(nèi)添加均風(fēng)板的方式來改善箱內(nèi)氣流的均勻性，為箱內(nèi)氣流分布優(yōu)化提供了指導(dǎo)參考。賈振威[11]在小型烘烤設(shè)備中添加了導(dǎo)流角板結(jié)構(gòu)，通過仿真驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)有利于烘烤設(shè)備中氣流的均勻流動(dòng)，但所實(shí)施方案并未考慮煙葉所占空間，且對(duì)導(dǎo)流角板具體尺寸及分布未展開討論。此外，一些學(xué)者針對(duì)密集烤房進(jìn)行的有關(guān)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究成果，也為煙葉烘烤試驗(yàn)箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了方法指導(dǎo)[12]。上述研究均應(yīng)用了計(jì)算流體力學(xué) (computational fluid dynamics, CFD) 的方法，而CFD方法已成為煙草工程中氣流場和溫度場模擬廣泛使用的一種先進(jìn)技術(shù)手段[13-15]。近些年，一些學(xué)者考慮在CFD模型上使用試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化研究，來獲得各因素的影響情況以及最優(yōu)的參數(shù)結(jié)果[16]。目前CFD和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合的研究手段在煙葉烘烤方面的應(yīng)用研究很少，但已經(jīng)在其他領(lǐng)域廣泛應(yīng)用[17-20]。

基于上述情況，現(xiàn)采用CFD方法，針對(duì)已開發(fā)的烘烤試驗(yàn)箱，模擬箱內(nèi)掛滿煙葉情況下的流熱場分布，結(jié)合正交試驗(yàn)法探究試驗(yàn)箱內(nèi)導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)和布置位置對(duì)氣流場和溫度場均勻性的影響，進(jìn)而獲得當(dāng)前環(huán)境下的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)。以期改善試驗(yàn)箱的烘烤質(zhì)量和提高煙葉烘烤效率，并為良好煙葉烘烤工藝數(shù)據(jù)庫的建立提供設(shè)備基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)建立

1.1 試驗(yàn)箱結(jié)構(gòu)

所使用的煙葉烘烤試驗(yàn)箱為研究前期所開發(fā)的基于物聯(lián)網(wǎng)的煙葉烘烤試驗(yàn)箱，由加熱裝置、排濕裝置、送風(fēng)裝置、控制裝置、通信裝置、多種傳感器、攝像頭以及柜體等組成。其中，加熱裝置為翅片式加熱棒，加熱功率無級(jí)調(diào)節(jié)；送風(fēng)裝置為4個(gè)并排循環(huán)風(fēng)扇，通過控制風(fēng)扇開關(guān)實(shí)現(xiàn)氣流大小控制；在箱內(nèi)多點(diǎn)布置了溫度傳感器以測試不同部位的溫度分布；控制器具有聯(lián)網(wǎng)功能，與烘烤信息管理平臺(tái)相連，可實(shí)時(shí)將烘烤過程的數(shù)據(jù)發(fā)送至平臺(tái)并進(jìn)行分析。試驗(yàn)箱內(nèi)裝煙總空間為520 mm×520 mm×1 200 mm，箱內(nèi)可前后均勻布置4夾煙葉；煙葉上下方各安裝1塊均風(fēng)板，使氣流更加均勻分布，其中均風(fēng)板圓孔直徑為5 mm，孔中心距為20 mm，均勻布置于板上。試驗(yàn)箱裝置如圖1所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置如圖2所示。

圖1 試驗(yàn)箱裝置Fig.1 The test box equipment

圖2 試驗(yàn)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Internal structure drawing of test box

1.2 實(shí)驗(yàn)安排

為了驗(yàn)證數(shù)值模型的正確性，通過實(shí)際烘烤實(shí)驗(yàn)以獲取指定位置溫度數(shù)據(jù)，與仿真結(jié)果對(duì)比。根據(jù)試驗(yàn)箱內(nèi)烘烤時(shí)的實(shí)際情況，布置了4夾煙葉(品種為K326)，每夾煙葉厚度為60 mm左右，總長度為500～600 mm。箱內(nèi)布置了12個(gè)溫度傳感器，傳感器均處于圖1所示箱體對(duì)稱中面上(對(duì)應(yīng)仿真二維平面)，具體布置位置如圖3所示。實(shí)驗(yàn)風(fēng)速設(shè)定為0.5 m/s，當(dāng)入風(fēng)口處傳感器溫度達(dá)到330 K時(shí)，控制加熱功率使內(nèi)部環(huán)境保持穩(wěn)定，同時(shí)記錄其余11個(gè)溫度傳感器的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過程中每間隔1 min記錄一組數(shù)據(jù)，共計(jì)記錄20組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均。

P1～P13為箱體內(nèi)外布置的溫度傳感器圖3 試驗(yàn)箱內(nèi)部尺寸圖Fig.3 Internal dimension drawing of test box

2 CFD方法

2.1 基本假設(shè)

對(duì)煙葉烘烤試驗(yàn)箱內(nèi)的模擬基于以下假設(shè)。

(1)試驗(yàn)箱內(nèi)的氣體作為理想氣體考慮。

(2)煙葉具有均勻尺寸。

(3)煙葉內(nèi)部生化反應(yīng)對(duì)模擬影響小，應(yīng)忽略。

(4)烘烤試驗(yàn)箱內(nèi)部與外界環(huán)境無熱交換。

(5)攝像頭、溫度傳感器等幾何模型對(duì)模擬影響較小，可忽略。

(6)試驗(yàn)箱在豎直平面上結(jié)構(gòu)對(duì)稱，為保證模擬的高效進(jìn)行，僅進(jìn)行2D平面的數(shù)值模擬。

2.2 數(shù)值模擬方法

該數(shù)學(xué)模型由連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程組成。連續(xù)性方程和動(dòng)量方程分別為

?(ρu)=0

(1)

式(1)中：ρ為密度，kg/m3；u為速度矢量，m/s。

(2)

式(2)中：p為壓力，Pa；μ為動(dòng)態(tài)黏度，Pa·s；k為熱傳導(dǎo)率，W/(m·K)；T為溫度，K；Cμ為模型常數(shù)，其值為0.09；F為體積力，忽略重力，僅包括慣性力。

根據(jù)試驗(yàn)箱幾何模型估算房內(nèi)空氣雷諾數(shù)為43 100，判斷空氣流動(dòng)狀態(tài)為湍流，由此采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型進(jìn)行數(shù)值模擬，標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型在準(zhǔn)確性與計(jì)算成本之間具有很好的平衡。

對(duì)于k方程：

(3)

對(duì)于ε方程：

(4)

式中：σk為模型常數(shù)，其值為1；Pk為湍流動(dòng)能產(chǎn)生項(xiàng)；Cε1為模型常數(shù)，其值為1.44；Cε2為模型常數(shù)，其值為1.92；σε為模型常數(shù)，其值為1.3。

能量方程為

ρCPu?T=?k?T+Q+q0+Qp+Qvd

(5)

式(5)中:Cp為恒壓比熱容，J/(kg·K)；Q為含黏性耗散外的熱源，W/m3；q0為邊界熱通量，W/m2；Qp為壓力變化所做的功；Qvd為流體中的黏性耗散。

2.3 邊界和初始條件

根據(jù)實(shí)際烘烤條件，設(shè)置風(fēng)扇口為速度入口，空氣流速設(shè)為0.5 m/s，空氣溫度為330 K，設(shè)置底部出氣口為壓力出口。均風(fēng)板以及導(dǎo)流板設(shè)置為無滑移壁面；設(shè)置試驗(yàn)箱左下方的角點(diǎn)為壓力約束點(diǎn)，以增強(qiáng)模型收斂性。設(shè)置烘房內(nèi)初始溫度為293.15 K，考慮煙葉由于水分蒸發(fā)所消耗的熱量q0，計(jì)算公式為

(6)

式(6)中：vd為主要干燥階段的干燥速度，其值為0.05 m/s；sd為煙葉表面積，其值為1.22 m2；數(shù)值2 375為水在50 ℃干燥溫度時(shí)的蒸發(fā)潛熱，J/g。估算q0結(jié)果為97 W/m2。

利用非等溫流動(dòng)多物理場耦合流場與溫度場，由于試驗(yàn)箱采用強(qiáng)制通風(fēng)方式，可忽略重力對(duì)流熱場的影響，以節(jié)省計(jì)算資源。

可以展望的是，在今后的研究中，可在不影響基因表達(dá)的情況下，人為改變其轉(zhuǎn)錄本構(gòu)成，對(duì)玉米性狀進(jìn)行更精細(xì)的調(diào)控。

2.4 網(wǎng)格劃分

為保證計(jì)算效率，采用混合網(wǎng)格的方式對(duì)試驗(yàn)箱2D平面進(jìn)行劃分。實(shí)際操作中，在均風(fēng)板以及導(dǎo)流板邊界處劃分少部分非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，平面內(nèi)其他區(qū)域劃分結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。此外，為了獲得質(zhì)量良好且計(jì)算高效的網(wǎng)格，通過加密或粗化處理生成了多套網(wǎng)格，來驗(yàn)證網(wǎng)格的獨(dú)立性，具體結(jié)果在4.1節(jié)中呈現(xiàn)。

2.5 數(shù)值策略

數(shù)值模擬在 COMSOL Multiphysics 軟件中進(jìn)行。求解器選用PARDISO求解器，相對(duì)容差設(shè)置為0.001，最大迭代次數(shù)設(shè)為300，殘差因子設(shè)為1 000，偽時(shí)間步進(jìn)，初始CFL數(shù)設(shè)為3，PID比例設(shè)為0.65，PID積分設(shè)為0.05，PID微分設(shè)為0.05。

3 正交試驗(yàn)

在試驗(yàn)箱內(nèi)加裝導(dǎo)流板已被證明能夠改善溫度場和氣流場的分布，但導(dǎo)流板具體結(jié)構(gòu)形式及布置方式的選擇對(duì)溫度和氣流的分布影響較大，為此，采用正交試驗(yàn)方法來探究各因子影響情況并獲得最佳的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)和空間布置方式。

3.1 考核指標(biāo)

為了保證試驗(yàn)箱內(nèi)煙葉具有良好的干燥品質(zhì)，試驗(yàn)箱內(nèi)速度場和溫度場必須足夠均勻，以免出現(xiàn)煙葉各部分失水速率差異大而使干燥質(zhì)量下降的問題，基于此，以溫度不均勻度和速度不均勻度為考察指標(biāo)，來探究導(dǎo)流板的變化對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)溫度分布均勻性的影響。實(shí)際生產(chǎn)過程中，要使試驗(yàn)箱內(nèi)每一處位置風(fēng)速和溫度均勻是十分困難的?？紤]到煙葉不同部位對(duì)風(fēng)速和溫度的敏感度不同，在成熟的烘烤工藝下，應(yīng)保證煙葉同一部位的流熱場均勻。綜上，定義溫度不均勻度和速度不均勻度的表達(dá)式[4]為

(7)

為了便于數(shù)據(jù)比較和分析，采用綜合評(píng)價(jià)方法來統(tǒng)一溫度不均勻度和速度不均勻度的表現(xiàn)[19]，定義總均勻性指標(biāo)為

EV=η1(1-S′T)+η2(1-S′V)

(8)

式(8)中：EV為總均勻性；S′T和S′V分別為ST和SV的歸一化值；η1和η2分別為ST和SV的權(quán)重值。ST和SV同等重要，因而給定這兩個(gè)指標(biāo)相等的權(quán)重，即η1=η2=0.5。EV的值越大，表明總體均勻性越好。

3.2 控制因子和水平

前期探究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)流板角度和導(dǎo)流板高度會(huì)對(duì)煙葉周圍流熱場分布產(chǎn)生較大影響，且導(dǎo)流板在均風(fēng)板上的布置位置與煙葉寬度以及煙葉間隔位置具有較大關(guān)聯(lián)性；此外，還發(fā)現(xiàn)導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)和位置之間存在一定交互影響。據(jù)此，結(jié)合其他文獻(xiàn)研究的結(jié)果，首先考慮在每一簾煙葉上方加裝等間距的導(dǎo)流板，共布置4塊導(dǎo)流板，然后在此條件下，以導(dǎo)流板和均風(fēng)板之間的角度(A)、導(dǎo)流板與入風(fēng)口之間縱向高度的比值(B)以及導(dǎo)流板至煙葉間隙中心線的橫向距離差(C)為因子，分別簡稱為角度、高度比和距離差，其中，B=d2/d1，d1、d2分別為導(dǎo)流板、入風(fēng)口縱向高度。如圖5所示，同時(shí)考察各因子間的交互作用對(duì)總均勻性的影響。根據(jù)因子可能存在的范圍，結(jié)合前期預(yù)實(shí)驗(yàn)探究所得到的結(jié)果以及積累的經(jīng)驗(yàn)確定其水平，見表1。

S11～S35為采樣點(diǎn)圖4 采樣平面及采樣點(diǎn)的位置選取Fig.4 Selection of sampling plane and sampling point location

圖5 試驗(yàn)箱中選取因子的表示Fig.5 Expression of selection factor in test box

表1 因子及其水平Table 1 Controls factors and levels

3.3 試驗(yàn)計(jì)劃

表2 基于L8(27)的試驗(yàn)計(jì)劃與模擬結(jié)果Table 2 Experimental plan and simulation results based on L8(27)

4 結(jié)果與討論

4.1 網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證

網(wǎng)格獨(dú)立性工作一方面在于確保模擬結(jié)果具有足夠精度；另一方面在于對(duì)網(wǎng)格單元數(shù)進(jìn)行控制以避免網(wǎng)格過多造成較低的計(jì)算效率。選定了5套混合網(wǎng)格的尺寸方案，記錄了圖3中P13的溫度值。獨(dú)立性結(jié)果展示在圖6中。

由圖6可知，隨著網(wǎng)格逐步細(xì)化，P13的溫度值逐步趨于穩(wěn)定。其中，方案4的溫度值與方案5對(duì)應(yīng)的值相等，考慮到模擬的計(jì)算效率，最終選擇網(wǎng)格單元數(shù)量較少的方案4應(yīng)用于正交試驗(yàn)的研究中。

方案1～方案5的網(wǎng)格單元數(shù)量依次為9 781、16 454、38 169、94 100、116 514個(gè)，溫度依次為321.66、321.99、322.38、322.91、322.91 K圖6 網(wǎng)格獨(dú)立性結(jié)果Fig.6 Grid independence results

4.2 CFD模型驗(yàn)證

通過實(shí)驗(yàn)和模擬得到了監(jiān)測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，整理后的結(jié)果呈現(xiàn)于表3中。對(duì)比數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與經(jīng)調(diào)試所得仿真結(jié)果最大誤差僅為0.77%，所有監(jiān)測點(diǎn)結(jié)果平均誤差僅為0.41%，因此，所建立的數(shù)值模型是準(zhǔn)確和可靠的，該模型將應(yīng)用于后續(xù)的正交試驗(yàn)研究中。

表3 模擬溫度結(jié)果與實(shí)驗(yàn)溫度結(jié)果的比較Table 3 Comparison between simulated temperature results and experimental temperature results

4.3 速度場分布

圖7展示了正交試驗(yàn)中不同導(dǎo)流板方案下的試驗(yàn)箱內(nèi)速度分布云圖?？傮w觀察可知不同導(dǎo)流板對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)速度分布影響不同，在均風(fēng)板上方的速度場分布不均，當(dāng)空氣經(jīng)過導(dǎo)流板的分流和導(dǎo)向作用，在進(jìn)入烤煙室后能夠較為均勻地流過煙葉兩側(cè)，這證實(shí)了導(dǎo)流板的確具有改善試驗(yàn)箱內(nèi)氣流均勻性的效果。進(jìn)一步觀察煙葉附近的速度分布可以直觀發(fā)現(xiàn)，不同導(dǎo)流板的角度、高度以及位置對(duì)速度均勻性的影響不同，這種影響也一直延續(xù)到煙葉下方的速度分布中。對(duì)于同一批次下的煙葉，總是希望煙葉周圍具有相近的空氣流速，即帶走濕空氣的速度相近，從而保證整體的烘烤品質(zhì)。圖7中試驗(yàn)(5)和試驗(yàn)(6)方案的試驗(yàn)箱內(nèi)氣流場環(huán)境相較于其他組氣流場環(huán)境更好。

每張?jiān)茍D的序號(hào)(1)～(8)對(duì)應(yīng)表2中的試驗(yàn)號(hào)1～8圖7 不同導(dǎo)流板方案下的試驗(yàn)箱內(nèi)速度分布Fig.7 Velocity distribution in the test box under different deflector schemes

4.4 溫度場分布

圖8展示了正交試驗(yàn)中不同導(dǎo)流板方案下試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度分布情況?？傮w觀察可知，試驗(yàn)箱內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定后，在縱向上距離入口越遠(yuǎn)，則溫度值越低，而在煙葉下方存在小區(qū)域的低溫區(qū)域，這符合實(shí)際烘烤中的溫度分布的情況，間接證明了仿真的準(zhǔn)確性。從溫度云圖中也能夠看出，不同導(dǎo)流板的結(jié)構(gòu)和位置對(duì)溫度均勻性的影響也不同，進(jìn)一步觀察云圖可知，在速度均勻性中有更好表現(xiàn)的試驗(yàn)(5)和試驗(yàn)(6)在溫度均勻性上也具有更好的表現(xiàn)；其余對(duì)應(yīng)試驗(yàn)組的速度均勻性和溫度均勻性在變化趨勢上保持相似，這說明速度場和溫度場的確存在正相關(guān)關(guān)系，具有良好參數(shù)的導(dǎo)流板能夠同時(shí)改善速度場和溫度場的分布，因此，探究具體的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)和布置位置是十分必要的。

每張?jiān)茍D的序號(hào)(1)～(8)對(duì)應(yīng)表2中的試驗(yàn)號(hào)1～8圖8 不同導(dǎo)流板方案下的試驗(yàn)箱內(nèi)溫度分布Fig.8 Temperature distribution in the test box under different deflector schemes

4.5 統(tǒng)計(jì)分析和優(yōu)化結(jié)果

為了探尋導(dǎo)流板各因子對(duì)總均勻性指標(biāo)的影響程度，采用了極差分析法來獲得量化結(jié)果，并展示在表4中。可以看出，各因子對(duì)總均勻性的影響主次排列為：AB>B>AC>C>A>BC。兩個(gè)交互項(xiàng)AB和AC的影響程度均超過了因子A和因子C，而交互項(xiàng)AB的影響程度超過了所有的主因子；只有交互項(xiàng)BC的影響程度最小。由此可知，試驗(yàn)箱內(nèi)導(dǎo)流板的角度與導(dǎo)流板高度比和布置位置均存在強(qiáng)烈的耦合關(guān)系，在設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，不能忽略導(dǎo)流板因子間的交互影響作用。從極差分析結(jié)果中還發(fā)現(xiàn)，誤差項(xiàng)的極差值接近因子A的極差，這揭示了二階交互項(xiàng)ABC可能存在一定的對(duì)總均勻性指標(biāo)的影響。

由于因子間存在強(qiáng)烈的交互作用，各因子最佳水平的選取除參考表4中的極差結(jié)果外，還需考察表5中AB和AC的交互結(jié)果；此外，由于正交試驗(yàn)為全面試驗(yàn)，其最佳組合還可通過表2中最佳指標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)水平直接選取，從上述結(jié)果可得，因子B的優(yōu)水平為1，因子A的優(yōu)水平為2，因子C的優(yōu)水平為2，最終獲得了對(duì)試驗(yàn)箱總均勻性效果最佳的組合為A2B1C2，即導(dǎo)流板角度120°、導(dǎo)流板高度比1∶5、和導(dǎo)流板距離差77 mm。

為了探究加裝最佳組合導(dǎo)流板對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)不均勻度的改善效果，計(jì)算得到相同條件下無導(dǎo)流板試驗(yàn)箱內(nèi)溫度不均勻度ST和速度不均勻度SV分別為0.876和0.082，加裝了最佳組合導(dǎo)流板試驗(yàn)箱內(nèi)溫度不均勻度和速度不均勻度分別為0.336和0.026，加裝最佳組合導(dǎo)流板的溫度不均勻度相比無導(dǎo)流板的溫度不均勻度降低了62%，速度不均勻度相比無導(dǎo)流板的速度不均勻度降低了68%，改善效果明顯。

對(duì)比無導(dǎo)流板和表2中含導(dǎo)流板的速度不均勻度結(jié)果可知，表內(nèi)的所有組的結(jié)果均比無導(dǎo)流板的結(jié)果好，說明加裝導(dǎo)流板后對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)速度不均勻度的改善是容易的并且明顯的；對(duì)比無導(dǎo)流板和表2中含導(dǎo)流板的溫度不均勻度結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)，多組含導(dǎo)流板的溫度不均勻度結(jié)果低于無導(dǎo)流板的溫度不均勻度結(jié)果，這說明導(dǎo)流板的結(jié)構(gòu)和布置形式對(duì)溫度不均勻度較為敏感，并且其結(jié)構(gòu)和布置形式的相關(guān)因子間交互作用強(qiáng)烈，使得因子間的組合不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致溫度不均勻度更差，這也進(jìn)一步揭示了在對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)導(dǎo)流板的優(yōu)化過程中，因子間交互作用的影響必須考慮。

表4 總均勻性的極差分析Table 4 Range analysis of total uniformity

表5 AB和AC的交互結(jié)果Table 5 Interaction results of AB and AC

5 結(jié)論

通過CFD方法結(jié)合正交試驗(yàn)方法，探究了不同結(jié)構(gòu)和布置位置的導(dǎo)流板對(duì)煙葉烘烤試驗(yàn)箱內(nèi)速度和溫度均勻程度的影響，得到如下結(jié)論。

(1)不同導(dǎo)流板對(duì)試驗(yàn)箱內(nèi)速度場和溫度場的均勻性影響不同，具有良好結(jié)構(gòu)和布置位置的導(dǎo)流板能同時(shí)改善速度場和溫度場的均勻性。

(2) 影響試驗(yàn)箱內(nèi)總均勻性的導(dǎo)流板各因子主次順序?yàn)椋簩?dǎo)流板角度與導(dǎo)流板高度比的交互項(xiàng)>導(dǎo)流板高度比>導(dǎo)流板角度與導(dǎo)流板距離差的交互項(xiàng)>導(dǎo)流板距離差>導(dǎo)流板角度>導(dǎo)流板高度比與導(dǎo)流板距離差的交互項(xiàng)。在設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，不能忽略導(dǎo)流板因子間的交互影響作用。

(3) 使試驗(yàn)箱內(nèi)總均勻性效果最佳的導(dǎo)流板參數(shù)組合為A2B1C2，即導(dǎo)流板角度120°、導(dǎo)流板高度比1∶5、和導(dǎo)流板距離差77 mm。加裝最佳組合導(dǎo)流板的溫度不均勻度相比無導(dǎo)流板的溫度不均勻度降低了62%，速度不均勻度相比無導(dǎo)流板的速度不均勻度降低了68%，改善效果明顯。

上述研究結(jié)果在改善煙葉烘烤試驗(yàn)箱烘烤質(zhì)量，提高煙葉烘烤效率以及保證良好煙葉烘烤工藝數(shù)據(jù)庫的建立上具有重要意義。