非固结多孔介质干燥涵盖的范围非常广泛，涉及到化工、食品、农业、轻工、建筑、煤炭等众多领域。但至到如今，由于多孔介质本身的不均匀性和随机性，内部几何拓扑结构的复杂性等原因，传统的干燥理论很难同时描述孔隙内湿分和固体骨架中湿分含量情况，目前经典的处理方法是将湿多孔介质作为连续湿固体考虑；或者将其处理为刚性不吸湿多孔介质。这对许多应用领域如粮仓内谷堆系统的热质传递研究来说是一个很大的障碍。有鉴于此，本文将多尺度理论引入孔道网络干燥研究领域，建立了非固结多孔介质干燥的多尺度孔道网络模型。 首先进行非固结多孔介质的尺度划分，建立了非固结多孔介质干燥的多尺度孔道网络物理模型，提出了描述物理模型的五大结构参数：分布律、两节点间距离、空间分布系数、模型规模数和配位数，并对非固结多孔介质物理结构参数与物理模型结构参数作了对应分析，提出了“物料一模型”参数对应的方法。 基于物理模型，建立了非固结多孔介质热风干燥的孔道网络数学模型。分别在干燥器尺度和颗粒尺度上对干燥过程进行了热质传递分析，推导得到了各尺度上的动量、质量和热量控制方程，然后进行了两个尺度之间的热质交换分析，推导得到了热质交换控制方程。接下来整理求解了模型各数学方程，讨论了其初始、边界条件，并给出了方程中各参数的确定方法。 采用VC++与MATIAB联合编程开发设计了模型的求解软件。该软件在运行时能适时吸纳物料对应位置的物理结构信息，能模拟得到物料结构特性对干燥过程的影响情况。 实验测量了玉米堆的孔隙率、孔隙直径分布、粒径分布、孔隙配位数等结构参数。进行了非固结多孔介质热风干燥实验，得到了干燥仓内的湿含量分布、温度分布等。 利用多尺度孔道网络模型进行了玉米堆热风干燥过程的模拟，并结合实验进行了对比分析，结果表明：多尺度孔道网络干燥模型能较好地描述实际颗粒物料的干燥过程；仓内玉米与孔隙空气温度存在明显的差异，以往将此二者的温度不加区分的做法是不妥的；该模型在模拟获得物料宏观湿含量分布的同时，能得到骨架颗粒内部的湿含量分布。 针对实际物料不同的物理结构参数和不同形状的进风口进行了干燥过程的模拟，模拟结果表明：1)物料孔隙率、直径(包括粒径与孔径)分布、孔隙配位数等参数对干燥过程有较大的影响。孔隙率、配位数越大，物料干燥越快，升温也越快，达到相同湿含量干燥所需时间越短；直径分布不均匀程度越高，物料干燥越慢，所需时间越长，物料温度上升也越慢，仓内物料湿含量分布的差异也越大。2)在干燥过程中，对于一般窄筛分颗粒类农产品物料，如：小麦、稻谷、玉米、绿豆等，我们可以采用同一直径分布近似代替实际分布来计算。3)孔隙配位数对仓内物料湿含量分布影响显著。当配位数小于某一定值时，干燥仓内会出现明显的“湿团”现象。4)不同形状的进风口对干燥过程也有一定影响。半圆形、三角形进风口能使物料有较快的脱水速率，物料升温也较快，达到相同湿含量所需干燥时间较短；矩形进风口干燥仓内湿含量分布的特点是仓底小、仓顶大，由下往上递增。