油菜(Brassica campestris L.)既是经济价值高、发展潜力大的油料作物,又是蛋白质、饲料、蜜源和能源作物,具有很高的综合开发利用价值。油菜籽是世界第三大植物油和第二大蛋白质来源。我国是油菜籽的生产和消费大国,长江流域是我国油菜籽的主产区,种植面积和产量约占全国的70%,以种植甘蓝型油菜(Brassica napus L.)为主。新收获油菜籽的含水率较高,且收获期多为高温多雨的梅雨季节,收储条件很难控制,油菜籽常出现发热、酸败及霉变,从而影响种用油菜籽的生理特性,以及加工用油菜籽的加工特性和制油品质。为保证油菜籽的种用安全、制油品质及储藏要求,需对油菜籽进行干燥。热风干燥是现在国内应用最广泛的油菜籽干燥方法。油菜籽是吸湿性非饱和多孔介质,其籽粒具有复杂的多孔介质生物质结构特性。油菜籽的热风干燥传热传质过程涉及多相耦合及湿分相变,并对热风温度敏感。本论文以甘蓝型油菜籽热风干燥为对象,围绕干燥过程中“湿分”的变化,研究了甘蓝型油菜籽热风干燥传热传质特性和模型,通过实验研究得到甘蓝型油菜籽薄层热风干燥(包括其逆过程吸湿)的传热传质特性,通过数值研究得到油菜籽籽粒内微孔道不同长径比和迂曲度对传热传质过程的影响,从而获得了油菜籽热风干燥传热传质特性较为全面的描述,可以为优化油菜籽热风干燥工艺、参数和过程控制提供基础支撑。主要研究结论如下：(1)通过薄层热风干燥实验得到了在不同初始含水率、热风温度和风速条件下甘蓝型油菜籽的热风干燥特性及它们对油菜籽热风干燥过程的影响,运用多孔介质传热传质理论分析了甘蓝型油菜籽干燥过程出现这些现象和规律的原因。油菜籽薄层热风干燥过程中没有出现明显的恒速干燥阶段,干燥主要发生在降速干燥阶段,油菜籽在不同干燥条件下的干燥特性曲线大体一致,基本遵循指数规律变化。运用10种干燥模型对实验数据进行拟合分析,结果表明：Page模型是描述油菜籽干燥特性的最佳数学模型,由Page模型预测的干燥特性曲线与实验所得干燥曲线一致性好,Page模型对甘蓝型油菜籽热风干燥具有较强的适用性。热风温度是影响油菜籽热风干燥的主要因素,随着热风温度的升高,油菜籽的有效水分扩散系数增大,热风温度从45℃增加到65℃,其有效水分扩散系数由3.835×10-10m2/s增加到7.666×10-10m2／s,油菜籽的干燥活化能为29.26kJ/mol,干燥过程所去除的水分以物理吸附为主。(2)通过吸湿实验研究得到了甘蓝型油菜籽在不同温度和相对湿度条件下的吸湿特性,得到了温度和相对湿度对甘蓝型油菜籽吸湿特性的影响情况,分析了甘蓝型油菜籽籽粒吸湿过程出现这些现象和规律的原因。甘蓝型油菜籽的吸湿性受温度和相对湿度的影响很大,温度越高,达到吸湿平衡所需要的时间越短,相对湿度越大,平衡含水率值越大,达到吸湿平衡的时间越长。Peleg模型是描述油菜籽吸湿特性的最佳数学模型,通过Peleg模型计算分析得到了温度对临界相对湿度的影响。随着温度的升高,甘蓝型油菜籽临界相对湿度增大,超过20℃后,临界相对湿度的增加趋于平缓。甘蓝型油菜籽的净等量吸湿热随着平衡含水率的增加指数递减,对于含水率较低的油菜籽储藏,当环境温度较高时,应特别注意油菜籽吸收水分以后所释放的热量导致油菜籽短期内发热和酸败。(3)基于二维规则网络模型基本思想,构建了甘蓝型油菜籽籽粒内微孔道不同长径比和迂曲度的孔道模型,采用ANSYS Fluent混合物模型数值分析了油菜籽籽粒微尺度孔道内流体的传热传质过程(其中液相水和蒸气间的质量传输过程由蒸发-冷凝模型描述),获悉了甘蓝型油菜籽干燥过程籽粒微孔道内的传热传质特点,以及孔道长径比和孔道迂曲度对油菜籽籽粒干燥过程的影响。油菜籽籽粒微孔道内水分的排出(表现在微孔道内密度的变化)主要发生在干燥的前期,随着干燥的进行,水分的排出速率呈指数规律下降,与油菜籽籽粒简化干燥模型和油菜籽薄层热风干燥特性趋势一致。在孔道直径一定的条件下,随着微孔道直线长度(即孔道长径比)的增大或孔道迂曲度的减小,孔道内剩余水分增多,随着干燥的进行,在干燥后期不同直线长度和孔道迂曲度的微孔道内剩余水分趋于一致。(4)通过薄层热风干燥实验得到了甘蓝型油菜籽热风干燥过程中的活化能及在不同温度下的有效水分扩散系数数据,通过吸湿实验研究得到了甘蓝型油菜籽在不同温度和平衡含水率条件下的净等量吸湿热数据。这些数据是热风干燥工艺、效率和能耗评价的重要参数,能为油菜籽热风干燥工艺、效率和能耗评价提供参考。