粮食是民生之本,关乎国家的安全和稳定。作为粮食收获后处理环节的关键步骤,合理的干燥工艺及装备技术是保证粮食品质和安全的重要手段。近年,在我国政府良好的政策导向下,粮食干燥机数量发展较快,从2010年整体市场增量1500台左右攀升到2017年的2.2万台左右,但目前的粮食干燥机械化程度仅为18.2%。与上世纪80年发达国家就已达90%以上并实现了自动化作业的水平相比差距很大,且我国的耕种收综合机械化水平已达70%以上,发展很不平衡,粮食产后损失依然很严重。问题的原因很多,其中,干燥系统设计及其效能评价没有体现客观?的作用效果,干燥工艺装备本身存在先天性缺陷,多场协同干燥关键技术研究与应用不足是其本质的原因之一。为此,本研究按照“产业装备技术问题→干燥设计理论基础→关键技术研究→多场协同关键技术设备设计与试验”思路,围绕优质、高效、节能、安全干燥机械化干燥目标,展开了系统的研究工作。论文研究工作及创新点主要体现在以下几方面:1.分析了国内外干燥设备技术发展现状,理清了粮食干燥工艺装备系统存在的关键技术、工艺理论、评价方法问题和工艺装备技术模式导致的问题四大类共性问题,指出了粮食干燥系统设计与效能评价,不能忽视客观?的作用效果,开发多场协同干燥工艺设备是实现粮食优质、高效节能干燥的主要技术途径。2.分析了粮食水分结合能和粮食干燥系统状态参数的变化规律,基于干燥系统?分析,确立了高湿粮食安全贮藏干燥工艺系统,设计高效节能贮藏干燥机,从理论和试验两方面证实了干燥系统客观能势的利用效果,图解高湿粮食在贮藏干燥机内的温度及其含水率状态变化过程,试验结果显示,在试验条件下,利用自然空气可将粮食的温度降至低于环境温度10℃、降水速率在0.76%d.b/h以上。研究结果为粮食干燥工艺系统设计指明了高效节能的途径,为大型粮食集中干燥设施提供了高效节能的预干燥设备。3.设计了一种红外热辐射、引风逆混流多场协同干燥机。按照远红外→提质、提速→强化传热→引风→降压→局部闪蒸→粮食降温→质量保护设计理念;利用提出的粮食干燥温度和流动速度模型,确定低温干燥控制策略,完成了粮食多场协同干燥机的设计与试验,试验结果显示,在送风温度高达69.7℃~78.3℃的温度变化范围内,实际得到的最高粮食温度为35℃,与传统的鼓风循环干燥方式相比降低了9℃~11℃,较传统的鼓风方式干燥效率提高30%以上。