为了真实模拟香菇物料在干燥箱内的热风干燥过程，本文开发了物料-干燥箱一体化的香菇热风干燥模拟方法，该方法具体步骤为：（1）通过热风干燥试验探究香菇在不同工况下的干燥特性，得到不同空气温度、空气相对湿度和风速下的定工况香菇干燥动力学模型；（2）为了可以预测任意变工况条件下香菇的干燥过程，推导适用于变工况的香菇干燥动力学导数模型，并采用该导数模型计算得到任意空气温度、空气相对湿度和风速变化下的香菇液态水蒸发速率；（3）将香菇内液态水的蒸发速率与传热传质方程耦合，构建出物料-干燥箱一体化的数学模型，通过求解该数学模型可以得到干燥箱内任意位置空气温度、空气相对湿度、风速和物料水分比随时间的变化规律。最后，基于开发的物料-干燥箱一体化的香菇热风干燥模拟方法，求解并分析了干燥箱中香菇干燥的不均匀性特性。本研究开发的香菇热风干燥模拟方法在干燥箱结构设计、干燥工艺优化和提高产品质量等方面也具有重要的指导意义。

果蔬类农产品是人类生产生活所必须的食物，其新鲜采摘后的含水率大部分高达85%以上，高含水率对长期储存和长距离运输带来了很大困难，所以人们开发出了农产品干燥技术。干燥作为一种延长水果、蔬菜等高含水率食品储存时间的方法，主要通过降低含水率以降低水的活性，抑制微生物的生长繁殖，从而达到延长储存时间的目的[1]。目前最常用的干燥技术为热风干燥，但干燥过程中存在产品品质低、耗时高等缺陷，且干燥过程是一个复杂的传热传质过程，影响因素众多，一直备受学者们的广泛关注。

在现有的农产品热风干燥研究之中，主要分为试验研究和模拟研究。试验研究中大部分聚焦于通过大量试验探究提升产品品质和降低干燥能耗的方法[7,8,9,10,11]，存在周期长、耗材量大等缺陷。而在热风干燥的模拟研究中，大部分的研究聚焦于物料层面，通过描述单个或几个物料的热风干燥过程，探究物料内部的传热传质过程，以及物料的变形、干燥条件对产品品质的影响等[12,13,14,15]。而在实际工程应用中干燥条件多变且分布不均匀，所以物料层面的研究无法考虑干燥箱内流速、温度和湿度不均匀性的影响，与实际不相符。进而部分学者对干燥箱层面的热风干燥模拟展开了研究。Smolka等[16]和Kjaer等[17]通过模拟研究了干燥箱内干燥参数的分布情况，并采用不同方法降低了干燥参数的分布不均匀性，但是他们采用的模型中没有考虑物料对流场、温度场和湿度场的影响，与实际情况偏差较大。这是因为在干燥过程中物料内的液态水吸热蒸发成水蒸气，会加剧温度场和湿度场的分布不均匀性。为了解决这一问题，Wang等[18]尝试将物料和干燥箱进行耦合，将人参堆积区域假定为多孔介质，考虑了人参对流场、温度场和湿度场的影响。但在这项研究中将人参干燥过程中的水分蒸发速率设置为了常数，没有考虑干燥速率在时间和空间上的变化，与实际的干燥过程不符。

所以，目前干燥箱尺度的热风干燥模拟研究重点集中在干燥箱方面，但缺乏对物料本身干燥过程的描述，没有真正将物料与干燥箱耦合起来。为解决这一问题，本文构建了物料-干燥箱一体化的香菇热风干燥模拟方法，并通过模拟结果分析了香菇干燥过程中的干燥不均匀性。