在卷烟加工过程中,打叶复烤是影响卷烟质量的重要工艺,而烟叶风分工序是打叶复烤中最关键且极具代表性的工序之一,因此,对烟叶风分加工过程中存在的较为复杂两相流场,以及对影响风分效果的烟叶不同占比率开展研究,能够提高整个打叶复烤过程中打叶风分共性技术,保证卷烟生产过程中纯烟叶的质量稳定性。针对目前烟叶风分工艺参数确定依靠经验等问题,本课题利用数学模型建立的烟叶当量球型颗粒dp转化模型,通过数值模拟,实现了风分机内烟叶复杂风分过程的“白箱”可视化,结合实验研究分析纯烟叶风分效果,确认了风分工艺参数设定的最佳参数,形成了科学的理论和依据来指导生产。首先,本文研究分析了烟叶风分过程中流体力学理论和气固两相流理论,建立了烟叶风分室运动轨迹方程,重点研究了烟叶当量球型颗粒转化的数学模型,验证了数值模拟技术的合理性。其次,本文简化了风分机结构,利用Fluent有限元软件对风分机内风分流场进行了三种不同风速的气相数值模拟;仿真结果显示:在叶片出口和物料出口处气相速度变化较大,压力较小并产生负压。再次,本文基于气固两相流仿真模拟技术,采用图像识别技术,通过实验确定了纯烟叶、叶含梗、光梗三种类型烟叶的当量球型颗粒直径,仿真分析了气固两相流速度场和压力场,首次实现了烟叶风分数值模拟过程的可视化;仿真结果显示:三种类型烟叶在风分流场中出现分层现象,在风分机上、中箱体出现大量的涡旋,速度变化梯度范围较大,与气相结果类似,都在叶片出口和物料出口处产生了负压。最后,为了探讨不同实验工况下三种类型烟叶占比率对风分效果影响并获得最佳工况,分析了烟叶在风分室内流场湍流变化和颗粒运动轨迹,并根据打叶复烤厂风分效率大于80%,出片率大于50%的指标,建立了风分效果评价模型;结果显示:湍流变化主要集中在风分机上箱体流场域,并在中箱体位置形成了明显的环状湍流,最大速度大于8.29 m/s;受重叠空间影响,部分纯烟叶在风分流场区域内滞留时间过长约为4.63s,运动轨迹在中箱体呈环状运动趋势;通过仿真和实验分析不同工况下纯烟叶的风分效率和出片率,获得了提高风分效果的最佳工况,即框栏开口2.8~?,打辊转速为50r/s,此时风分效率为85.94%,出片率为87.15%,验证了利用烟叶转化当量球型颗粒进行数值模拟的可行性。