随着社会经济发展水平和人民生活水平的不断提高,人们对烟熏食品的品质要求越来越高,烟熏炉作为烟熏食品加工的重要加工机械,其性能的好坏将直接决定烟熏食品的成色及风味品质。在烟熏食品加工过程中,对烟熏食品成色及风味品质影响最大的是烟熏气体在烟熏炉加热仓内的流场分布,而控制其流场的关键技术主要包括烟熏炉风室变径设计技术、烟熏炉加热仓气流调节技术及烟熏炉用风机优化技术。本文以计算流体力学等学科知识为理论基础,运用CFD技术和实验验证等方法,考虑烟熏炉对烟熏气体流动要求的特殊性,以国内常见的某款烟熏炉为研究对象对控制烟熏炉加热仓内部气体流动的关键技术进行研究。论文的主要研究工作和成果如下:(1)针对烟熏炉加工食品的工作特点,对烟熏炉原始风室建模后进行仿真分析。基于CFD仿真软件,对烟熏炉原始风室的结构合理简化建立其仿真模型并进行仿真求解,获得烟熏炉风室理想状态下的速度场分布;设计烟熏炉实验方案并搭建实验平台,将仿真数据与实验数据对比分析,验证烟熏炉原始风室仿真建模的合理性和正确性。(2)针对烟熏炉原始风室建模分析结果,对烟熏炉原始风室提出了两种结构改进方案,即为烟熏炉风室变径结构和烟熏炉风室多管连接结构,并基于CFD仿真软件,对两种改进结构分别进行仿真分析,将两种结构的仿真结果进行对比分析,得到理想的改进方案。(3)将结构改进后的烟熏炉风室应用到烟熏炉中,通过对比烟熏炉风室二侧不同气流强度下烟熏炉的流场分布情况,提出了理想的烟熏炉协同工作模式。研究烟熏炉加热仓在不同工作模式下的流场分布,并以熏制肉质品为例对烟熏炉工艺参数进行改进,得出适合烟熏炉特点的工艺参数,节省熏制时间6 min。(4)对烟熏炉用风机进行仿真建模分析。基于CFD仿真软件,考虑烟熏炉用风机的特定结构建立仿真模型并进行仿真求解,获得烟熏炉用风机理想状态下速度场、压力场的分布情况;将仿真数据与某烟熏炉制造公司提供的实验数据对比分析,验证烟熏炉用风机仿真建模的正确性与合理性。(5)针对烟熏炉加工食品的工作特点,以实现更大风量为目标研究烟熏炉用风机性能。在上述基础上以烟熏炉用风机的风量为优化目标,特定结构为约束条件,建立了烟熏炉用风机的优化数学模型,通过优化分析,使烟熏炉用风机的风量比原来风机提高了27.57%。并将优化后的烟熏炉用风机应用到所研究的烟熏炉上使用,其总体的平均风量增加了4.02 m/s。综上所述,本文针对烟熏炉对烟熏气流的特殊要求,研究影响烟熏炉加热仓内部气体流动性能的关键因素与相应技术。对烟熏炉原始风室建立了仿真模型,并进行了结构改进,且采用CFD仿真计算与分析,同时设计了实验方案,验证其仿真的合理性与准确性。将改进后的烟熏炉风室应用到烟熏炉上,根据烟熏炉加热仓进风口的气流分布情况提出了理想的烟熏炉协同工作模式,并对烟熏炉工艺参数进行了改进。本文还进一步对烟熏炉用风机进行了仿真建模研究,并根据烟熏炉的特点对烟熏炉用风机的风量进行了优化,最后将优化后的烟熏炉用风机应用到烟熏炉上进行试验验证。本文的工作有利于优化烟熏炉内部流场分布,提高烟熏制品的品质,对烟熏炉的研究具有重要的意义。