密集烤房煙葉烘烤氣流設計問題的探討

摘 要：為研究不同氣流方式對密集烤房煙葉烘烤質量的影響，利用空調通風中吹吸式氣流和下降式氣流原理，提出一種改進的氣流方式：按照標準的3層裝煙方式，垂直設置3組送風機和引風機，功率大小依據裝煙量而定，風速有高低檔，引風機設在送風機對立一側，高度低于各層送風機高度，均勻布置。該氣流借助煙葉不斷蒸發的水分使比重增大，加速下降，在送、引風的吹吸作用下排出烤房。

關鍵詞：密集烤房;吹吸式;下降式;熱濕氣流

煙葉烘烤質量的好壞直接影響煙葉的色、香、型。密集烤房利用加熱室的熱氣流對煙葉進行烘烤，煙葉經過變黃、定色、干筋3階段演變成型。目前，常見的密集烤房氣流方式有兩種，氣流上升式和氣流下降式[1-2]。已有研究表明，下降式氣流利用煙葉蒸發的水分增加自身比重，加速下降，且溫濕度均勻保障質量，一定程度上減小風機動力，節省電力;而上升式氣流利用溫度較高的氣流有自由上升的動力，從下方送風，給比重加大后的熱濕氣流增加上升的動力，上部煙葉可能出現霉把現象，但一定程度上節約燃料用量[1-4]。實際操作中，為確保煙葉質量，煙農更傾向采用氣流下降式烤房。為此，本文在氣流下降式烤房的構造基礎上，改善下降氣流，為提高烘烤質量和效益提供理論參考。

1 新型下降式氣流特征

傳統氣流下降式標準烤房長×寬×高為8.0m×2.7m×3.5m，加熱室為1.4m×1.4m×3.5m，配置一臺1.5KW或2.2KW的循環風機，3層裝煙。一間烤房單用一臺循環風機，容易出現氣流局部死角，而風機的布置也直接決定熱氣流分布的均勻性，從而影響烤房溫、濕度場的分布，因此，為改善氣流分布均勻性，將一臺大功率循環風機改為3對小功率送、引風機，且各層煙葉用透氣吸濕材料隔離，每層煙葉對應一組送、引風機，烤房改造后，風機與氣流組織布置如下圖所示：

每組送、引風機為變頻機，通過物聯網檢測室內溫度和濕度，“大數據”統計下經過“云計算”聯動風機做出適應于煙葉不同階段所需風速的聯動響應[5]。送、引風機制造橫向吹吸式氣流，但隨著氣流吸濕逐漸增重，引風機宜設在引風機對立一側的下方，這樣良好地融合了橫向吹吸式氣流和下降式氣流的流動特點;每層煙葉均有獨立的風機吹送氣流進行烘烤，各臺風機控制的煙葉總量減少，風機動力減小;其次，源頭風速的減小可使各層夾持的煙葉兩端和中間部位疏密一致;再者，假設自控裝置能高效控制風速，則3層煙葉環繞的氣流相互干擾性較小，或干擾程度不足以使得各層氣流偏離流動軌跡，那么理論上改善后的氣流分布均勻性得以保障。

2 氣流特性理論對比

1）單純氣流下降式烤房：熱氣流自上而下流動，相較于氣流上升式烤房，其平面風速差和垂直風速差較小，氣流運動分布比較均勻，排濕能力較強，同時，煙葉香氣、成色較好，為避免靠近風機端煙葉水分流失速度太快，煙葉布置時靠近風機部位稍微稀疏，中間部位稍微密集。

2）單純橫向吹吸式氣流烤房：吹入氣流中心和吸氣氣流中心幾乎在同一水平面上，吹吸風速的控制應以保障煙葉質量為首要因素，對于比重逐漸增大的熱濕氣流可能會由于吹吸動力不足產生氣體逃逸現象，致使煙葉質量不勻。

3）新型氣流下降式烤房：結合下降式氣流和橫向吹吸式氣流特點，將吹吸式氣流中的吸氣中心下移，這樣既能利用下降式氣流比重加速氣流流動的特點又利用了橫向吹吸式氣流的送、引風動力，降低送風風速，使各層煙葉能均勻布置，總體增加烤房煙葉夾持量，加大產量。同時，為使氣流更高效的烘烤煙葉，可在烤房內設導流槽、分風板、地面斜坡（i<5%）等其他優化措施[6-7]。

3 結束語

根據密集烤房的結構性能和煙葉烘烤質量的要求分析，結合氣流下降式和氣流吹吸式的優點，改善煙農常用的氣流下降式烤房：采用3組變頻、自控、物聯網聯動的送、引風機，垂直方向上錯位布置。理論上可使烤房風機風速降低，氣流均勻，保障各水平、垂直面的溫度、濕度、速度小差異;可使煙葉布置均勻，裝煙量增加，產量上升。該新型氣流方式為提高密集烤房煙葉質量和生產效益提供一定理論參考。

參考文獻

[1]王傳義，高華峰，牛玉德，等.氣流方向對密集烤房烘烤性能及煙葉烘烤質量的影響[J].江蘇農業科學，2017，45（4）：187-190.

[2]王政，聶榮邦，盧健，等.不同氣流方向空氣能熱泵密集烤房煙葉烘烤效果研究[J].作物研究，2018，32（2）：144-145.

[3]向鵬華，王勇，王國平，等.不同類型密集烤房對煙葉烘烤性能的影響研究[J].湖南農業科學，2012（2）：29-31.

[4]李崢，譚方利，吳文信，等.煙葉烘烤新型能源和技術研究進展[J].天津農業科學，2017，23（11）：68-72.

[5]張保全，張波，張瑞亞，等.基于物聯網的溫濕度實時監測系統在煙葉烘烤中的應用[J].天津農業科學，2018，24（10）：61-63，72.

[6]張賢信，陳勇，楊弦.基于CFD的煙草烤房熱流場分析研究[J].現代機械，2016（6）：28-31.

[7]何雪.可移動空氣源熱泵烤煙烘房關鍵技術研究及應用[D].貴州：貴州大學，2017.

作者簡介

黃濤（1990-），碩士研究生，從事建筑環境與能源應用工程專業教學工作。