常压冷冻干燥技术是目前一种新型的干燥技术，国内外的许多学者都对其进行过研究报道。传统的常压冷冻干燥技术在除湿方式、设备投资和节省能耗等方面还存在很多的问题。针对这些问题，本课题采用涡流管作为常压冷冻干燥的除湿冷源，由其提供对流换热的流体介质，使物料中水分的升华受到涡流管所产生的冷气对流行为的控制，同时，试验装备所排出的热气流回收起来还能用于干燥装置中物料底盘等需热部件的加热，以充分利用资源。为了探索基于涡流管制冷效应的常压冷冻干燥试验能否获得良好干燥效果以及能否产生满足冻干处理的均匀稳定的冷气场。本文在测定多孔介质试验物料（胡萝卜）物性参数的前提下，不仅研究了涡流管的制冷性能，而且采用计算流体动力学的方法对常压冷冻干燥仓内气流场分布特性进行了模拟研究。论文主要的研究结论如下：1.常压冷冻干燥仓内气流场的数值模拟理论与方法的确定。通过对模拟对象实际情况的分析，建立了适合于数值模拟的干燥仓速度场数学模型，确定了模拟的相关边界条件。同时对作为多孔介质的物料的一些物性参数进行了试验研究，为下一步的数值模拟奠定了基础。试验得出：在初始含水率条件下，物料的孔隙率为0.685；平均颗粒直径为7.66mm；真实密度为1013.2kg/m3，容积密度为857.5kg/m3。2.分别考查了不同进气温度，不同入口压力和不同热端阀开度对涡流管性能的影响。结果表明：涡流管的进气温度越低，制冷效应越好，制冷量越高，但制热效应越差，对其能量分离效果影响不明显；涡流管的进气压力越高，制冷效应和制热效应都越好，制冷量越高，能量分离效应也增强；当热端阀开度K为2时，涡流管的制冷效应和制冷量都最好，K为3时的制热效应最好，K为2和3时的分离效应最强。3.对常压冷冻干燥仓内的气流场进行了模拟，分别研究了不同出风口位置，不同物料盘层数和不同风速对干燥仓内气流场分布特性的影响。结果显示：出风口处于干燥仓壁面中部位置时，干燥仓内的气流场分布比较均匀；物料盘层数的变化对干燥仓内气流场的分布特性没有显著的影响，可以适当增加物料盘的层数；通入风速的变化对干燥仓内气流场的影响也不明显，因而可以适当提高风速，加快干燥速度。常压冷冻干燥仓内气流场分布特性的模拟研究，为常压冷冻干燥设备的设计和优化提供了理论依据，为进一步的试验研究奠定了基础。