在颗粒饲料制粒加工流程中,冷却是最后一道工序,直接影响饲料成品的质量。逆流冷却器以其占地面积小、能耗低、操作简便等优点成为目前广泛采用的颗粒饲料冷却设备。本文以饲料逆流冷却器为研究对象,针对其排料机构漏料多、风阻大,冷却器内风速场均匀性差,冷却机理的理论研究匮乏等问题,设计了改进型排料机构,有效改善了其工作性能。分析了不同排料方案下风速场的均匀性指标,为排料机构的结构优化提供参考。研究了进料过程造成的低料位对风速均匀性的影响并提出了应对措施。建立了冷却过程的数学模型并研究了各工艺参数对冷却过程的影响,为实际生产中工艺优化策略提供了有效的理论指导。本文主要研究内容如下:(1)利用SolidWorks设计了新型翻板排料机构,完成了冷却器总体结构设计,并对设备所有驱动系统进行了设计计算。(2)利用ANSYS分析了危险部件在工作状况下的应力、应变以及最大变形量,包括箱体、翻板、设备支架、撒料器四部分。结果表明,所有应力值均在材料许用应力范围内,最大变形量在设备工作许可范围内。(3)建立了6种排料方案下冷却器的CFD模型,利用Fluent分别模拟了这6种方案下冷却器内的风速场,在Matlab中进行数据处理,得出风速场在X、Y、Z三个方向上的均匀性系数。结果表明:在水平面平行于进风方向(X方向),随气流的上升,6种类型冷却器内风速均匀性都有改善;在水平面垂直于进风方向(Y方向),随气流的上升,5种方案下风速均匀性系数基本保持恒定,而本文所设计的排料机构下,风速均匀性系数初始值较低,但随着气流的上升逐渐提高,对饲料的最终含水率影响不大;在竖直方向上(Z方向),4种方案下风速均匀性随气流上升而增大,2种方案下风速均匀性出现较大波动,这是由于多层排料结构限制了风速均匀性在竖直方向上的提升。通过研究低料位工况下的风速场,发现将低料位计安装高度控制在0.3m以上可降低进料过程中低料位对风速均匀性的影响。(4)将饲料深床冷却简化为若干薄层,根据热质传递的基本理论推导了饲料冷却干燥的偏微分方程;建立了饲料的干燥性能参数比热、平衡含水率的模型及干燥介质空气的参数模型并确立了薄层干燥方程的形式;用向前差分方法对偏微分方程进行离散化处理后在Matlab软件中编制程序进行数值计算,得出给定工况下任意干燥时间、任意料层高度处饲料的含水率、温度及空气的湿度、温度;分析了空气的初始温度、湿含量、风量(风速),饲料的初始含水率、初始温度,料层高度以及停留时间对饲料冷却过程的影响。