密集烤房烟叶烘烤气流设计问题的探讨

摘 要：为研究不同气流方式对密集烤房烟叶烘烤质量的影响，利用空调通风中吹吸式气流和下降式气流原理，提出一种改进的气流方式：按照标准的3层装烟方式，垂直设置3组送风机和引风机，功率大小依据装烟量而定，风速有高低档，引风机设在送风机对立一侧，高度低于各层送风机高度，均匀布置。该气流借助烟叶不断蒸发的水分使比重增大，加速下降，在送、引风的吹吸作用下排出烤房。

关键词：密集烤房;吹吸式;下降式;热湿气流

烟叶烘烤质量的好坏直接影响烟叶的色、香、型。密集烤房利用加热室的热气流对烟叶进行烘烤，烟叶经过变黄、定色、干筋3阶段演变成型。目前，常见的密集烤房气流方式有两种，气流上升式和气流下降式[1-2]。已有研究表明，下降式气流利用烟叶蒸发的水分增加自身比重，加速下降，且温湿度均匀保障质量，一定程度上减小风机动力，节省电力;而上升式气流利用温度较高的气流有自由上升的动力，从下方送风，给比重加大后的热濕气流增加上升的动力，上部烟叶可能出现霉把现象，但一定程度上节约燃料用量[1-4]。实际操作中，为确保烟叶质量，烟农更倾向采用气流下降式烤房。为此，本文在气流下降式烤房的构造基础上，改善下降气流，为提高烘烤质量和效益提供理论参考。

1 新型下降式气流特征

传统气流下降式标准烤房长×宽×高为8.0m×2.7m×3.5m，加热室为1.4m×1.4m×3.5m，配置一台1.5KW或2.2KW的循环风机，3层装烟。一间烤房单用一台循环风机，容易出现气流局部死角，而风机的布置也直接决定热气流分布的均匀性，从而影响烤房温、湿度场的分布，因此，为改善气流分布均匀性，将一台大功率循环风机改为3对小功率送、引风机，且各层烟叶用透气吸湿材料隔离，每层烟叶对应一组送、引风机，烤房改造后，风机与气流组织布置如下图所示：

每组送、引风机为变频机，通过物联网检测室内温度和湿度，“大数据”统计下经过“云计算”联动风机做出适应于烟叶不同阶段所需风速的联动响应[5]。送、引风机制造横向吹吸式气流，但随着气流吸湿逐渐增重，引风机宜设在引风机对立一侧的下方，这样良好地融合了横向吹吸式气流和下降式气流的流动特点;每层烟叶均有独立的风机吹送气流进行烘烤，各台风机控制的烟叶总量减少，风机动力减小;其次，源头风速的减小可使各层夹持的烟叶两端和中间部位疏密一致;再者，假设自控装置能高效控制风速，则3层烟叶环绕的气流相互干扰性较小，或干扰程度不足以使得各层气流偏离流动轨迹，那么理论上改善后的气流分布均匀性得以保障。

2 气流特性理论对比

1）单纯气流下降式烤房：热气流自上而下流动，相较于气流上升式烤房，其平面风速差和垂直风速差较小，气流运动分布比较均匀，排湿能力较强，同时，烟叶香气、成色较好，为避免靠近风机端烟叶水分流失速度太快，烟叶布置时靠近风机部位稍微稀疏，中间部位稍微密集。

2）单纯横向吹吸式气流烤房：吹入气流中心和吸气气流中心几乎在同一水平面上，吹吸风速的控制应以保障烟叶质量为首要因素，对于比重逐渐增大的热湿气流可能会由于吹吸动力不足产生气体逃逸现象，致使烟叶质量不匀。

3）新型气流下降式烤房：结合下降式气流和横向吹吸式气流特点，将吹吸式气流中的吸气中心下移，这样既能利用下降式气流比重加速气流流动的特点又利用了横向吹吸式气流的送、引风动力，降低送风风速，使各层烟叶能均匀布置，总体增加烤房烟叶夹持量，加大产量。同时，为使气流更高效的烘烤烟叶，可在烤房内设导流槽、分风板、地面斜坡（i<5%）等其他优化措施[6-7]。

3 结束语

根据密集烤房的结构性能和烟叶烘烤质量的要求分析，结合气流下降式和气流吹吸式的优点，改善烟农常用的气流下降式烤房：采用3组变频、自控、物联网联动的送、引风机，垂直方向上错位布置。理论上可使烤房风机风速降低，气流均匀，保障各水平、垂直面的温度、湿度、速度小差异;可使烟叶布置均匀，装烟量增加，产量上升。该新型气流方式为提高密集烤房烟叶质量和生产效益提供一定理论参考。

参考文献

[1]王传义，高华峰，牛玉德，等.气流方向对密集烤房烘烤性能及烟叶烘烤质量的影响[J].江苏农业科学，2017，45（4）：187-190.

[2]王政，聂荣邦，卢健，等.不同气流方向空气能热泵密集烤房烟叶烘烤效果研究[J].作物研究，2018，32（2）：144-145.

[3]向鹏华，王勇，王国平，等.不同类型密集烤房对烟叶烘烤性能的影响研究[J].湖南农业科学，2012（2）：29-31.

[4]李峥，谭方利，吴文信，等.烟叶烘烤新型能源和技术研究进展[J].天津农业科学，2017，23（11）：68-72.

[5]张保全，张波，张瑞亚，等.基于物联网的温湿度实时监测系统在烟叶烘烤中的应用[J].天津农业科学，2018，24（10）：61-63，72.

[6]张贤信，陈勇，杨弦.基于CFD的烟草烤房热流场分析研究[J].现代机械，2016（6）：28-31.

[7]何雪.可移动空气源热泵烤烟烘房关键技术研究及应用[D].贵州：贵州大学，2017.

作者简介

黄涛（1990-），硕士研究生，从事建筑环境与能源应用工程专业教学工作。