随着国内农业机械化水平的不断提高,联合收割机呈现出逐渐增长的趋势,但是在作业时只有小部分能量转化为机械功,将近70%的热量通过废气、冷却液流失掉,造成了燃料的浪费和环境的污染。文章结合国内对新收获粮食干燥不足、霉损严重的情况,提出了在作业时利用联合收割机内燃机余热对新收获的粮食进行预干燥的新思路。论文根据所需换热器进行了流场的结构和管束间距的选型进行FLUENT模拟,然后结合内燃机的余热特性和粮食干燥机制,设计了以热管为主要换热部件的双级热管式换热器,进行实验数据与模拟数据对比;结合已具备的热量发生模拟设备和粮食干燥装置,对以小麦为例的粮食进行了以进口风速、干燥时间和进料速率为变量因素的干燥实验。研究主要结论如下:(1)对热管换热器布管方式的数值模拟结果表明:选用的管间距为50 mm的叉排布置方式,较管束间距为30 mm、40 mm的叉排布置传热效率分别提高了10.2%、4.9%,较顺排布置对流传热效率提高21.5%;(2)根据模拟结果设计出了单管最大传热为1.5 kW、管数为32根,规格为265 mm ×365 mm × 1025 mm的热管式换热器,蒸发段最大压力损失为61.4 Pa,冷凝段最大压力损失为13.2Pa,在内燃机可用废热为96.2 kW时,最高余热回收率为43.8%;(3)在小麦干燥中实验结果表明:以进口风速为0.5 m/s,对进料速率为0.5 kg/s的小麦干燥20 min时,余热利用效率达到最高35.7%,能够降低小麦8%的含水率,燃料利用率提高14.6%;测量出口温度为62℃左右,压损为0.98 Pa,模拟结果与实验结果比较,压损的相对误差为10%左右,温度相对误差为5.2%左右。