水产养殖业作为国民经济发展的基础产业之一,水产饲料的种类和生产工艺在一定程度上制约着水产养殖的发展,而饲料的干燥工艺直接影响饲料生产的能耗和产品质量。近年来膨化饲料以其水中悬浮性好、饲养利用率高、对水质污染小等特点迅速发展。但饲料的干燥过程仍采用传统燃煤燃油的方式,干燥过程能耗大,产品质量低,而热泵以其干燥温和、产品质量好、经济效益高等优势在干燥市场迅速发展。故本文研究将热泵系统应用到膨化鱼饲料的干燥过程中,以期能够实现较好的经济效益与节能效果。论文对典型物料的干燥过程进行分析,明确含湿物料干燥过程中水分迁移的基本原理和物料在不同阶段的干燥特性,明确多孔介质在穿流干燥过程中的干燥特点。对比分析不同热泵系统的性能,简要分析影响热泵系统性能的各因素,并对干燥循环与制冷循环进行热力学分析。为确定膨化鱼饲料穿流干燥过程的特性曲线,设计搭建穿流干燥实验装置,得出在最小流化速度条件下送风温度与料层厚度是影响饲料干燥过程的主要因素;送风温度对饲料干燥曲线影响较大,在相对湿度较小的条件下,送风相对湿度变化对干燥曲线影响很小,并通过数据拟合确定Page模型为膨化鱼饲料穿流干燥的数学模型。建立干燥过程模型,分析在不同干燥流程下饲料干燥过程的性能优劣,当以空气有效利用率为指标时,三流程干燥性能较优;当以SMER和COP为指标时,四流程与三流程相比,SMER值降低9.8%,COP值下降4.5%。综合分析得出干燥流程为三流程时干燥过程性能较优。根据干燥室基本结构对室内气流均匀性的影响,建立干燥室气流仿真模型分析室内气流分布均匀性,得出当保持出风口面积不变,增加出风口数量能够提高干燥室内气流均匀性;改变出风口长宽比对干燥室内气流分布影响很小。进出风段高度变化主要影响与其临近的饲料层速度分布,当进出风段高度均超过500mm时,继续增加进出风段高度对干燥室内气流分布影响很小;在出风段设置挡板能够在保证气流均匀性的条件下减小出风段高度,在实验工况下,当设置进风段高度为500mm,出风段高度为300mm,挡板长度为3600mm,宽度为1440mm,干燥室内气流分布均匀性较优。根据实际生产过程中对设备干燥能力的要求,采用LMS AMEsim软件对热泵机组进行建模,建立热泵机组仿真模型,并对影响热泵机组性能的各因素进行分析,通过正交试验确定各因素对机组性能的影响大小,并对各组件参数进行优化设计,得出在优化参条件下系统能效比COP能够提高11.0%;根据热泵机组模型与干燥室基本结构,建立膨化鱼饲料热泵穿流干燥基本模型,确定模型基本尺寸参数,得出优化后系统COP为5.5,单位能耗除湿量为3.3,能够实现对膨化鱼饲料的干燥,同时达到较好的节能效果。