玉米是世界上主要粮食作物,探究其干燥过程中的传热传质特性,不仅可以预测干燥过程中温度和含水率变化,也可为优化干燥过程、提高干燥品质提供理论依据。传统的研究方式通过二维模型对玉米干燥过程进行分析,由于二维模型精度低使得结果不准确;近年来,三维建模仿真以直观性、准确性等优势逐渐成为干燥领域的研究热点。本文选取单个玉米籽粒为研究对象,通过建立三维仿真模型,针对玉米干燥过程中水分迁移特性及其影响因素进行了仿真模拟及实验分析。首先,基于传统的干燥理论分析,搭建了温湿度可控热风干燥实验台,其特征在于本实验系统采用电加热及喷淋装置等设备,且可实现变工况条件下系统宏观物理参数的测量。利用本实验台可对玉米干燥特性进行多方面的分析研究。其次,针对玉米干燥过程中水分迁移特性,构建了单个玉米籽粒热风干燥的三维多组分仿真模型。为接近玉米的生理结构特征,实体模型由表皮、胚、软质胚乳和硬质胚乳四部分组成。为提高数学模型精度,选取变物性参数替代定物性参数。基于有限元法,利用COMSOL Multiphysics对玉米干燥过程进行仿真模拟,并利用实验结果对数学模型进行了验证。然后,基于仿真模型分析了干燥过程中玉米内部水分迁移过程,得到了干燥过程中玉米内部温度场、湿度场的变化规律,探究了干燥过程中传质阻力的变化,重点分析了干燥过程中玉米表皮对内部水分扩散的影响。结果表明,玉米内部温度梯度和热流通量的最大值发生在干燥初期的7-8min,之后玉米内部温度接近干燥风温且趋于一致;玉米籽粒的水分分布并非均匀一致,表皮边界层附近的含水率低,而内部中心的含水率高;表皮阻力为干燥过程中的主要传质阻力,数量级为103,而孔隙阻力和边界层阻力较小,数量级为101,随时间变化,表皮阻力具有先减小后缓慢增大的趋势,而边界阻力和孔隙阻力保持不变。最后,利用已搭建的温湿度可控热风干燥实验台对玉米热风干燥特性进行试验研究。探究了热风温度、相对湿度及风速对玉米干燥特性的影响,结果表明干燥风温的影响最大,温度越高,失水速率越大,当风温由55℃增加到85℃时,平均失水速率由0.0325(d.b.)/h增加至0.0475(d.b.)/h;其次为相对湿度,即干燥空气的相对湿度越大,玉米失水速率越小,当相对湿度由20%增加到80%,平均失水速率由0.0475(d.b.)/h减小为0.04(d.b.)/h;当风速在1-3 m/s时,平均失水速率为0.0425(d.b.)/h,风速对玉米籽粒失水速率几乎没有影响。