颗粒堆积床由于结构简单、操作方便，如今在许多工程领域中都有着十分重要的应用，但是床层内部传热系数较低，流动压降大，限制了其在传热领域的进一步应用。如何有效的改变床层内气体的流动特性，强化床层内部的传热性能，提高床层内气体和固体之间的换热，对于指导堆积床在传热领域的应用具有十分重要的意义。
　　本文采用实验的方法研究了堆积床内气体的流动阻力特性，主要研究了单一粒径堆积床和复合粒径填充方式下堆积床内的流动特性。结果表明在床径比处于8~13.3范围内时，单一粒径颗粒堆积床内壁面效应影响明显存在。复合粒径颗粒填充方式下，大小颗粒径向分布的排布方式气体流动压降要比颗粒随机掺混的压降大，而径向分布的床层渗透率较小，说明此种排布方式下床层内形成的流动通道较小，气体在床层内的流动分布更加均匀，能够一定程度减小壁面效应的影响；通过分析床层宏观参数和惯性损失所占比例Xi发现，在研究的气流速度范围内，床层流动状态都处于层流或者过渡流状态，颗粒的排布方式对气体流动状态的转换临界速度有一定的影响；气流速度越大，惯性损失所占比例越高，大小颗粒不同排布方式下的压降差值也越大。
　　为了探究堆积床内的传热特性，揭示流动阻力特性对床层传热性能的影响，本文采用数值模拟的研究方法，以直径40mm、高度180mm的堆积床为研究对象，建立三维数值模拟计算，并采用流动传热过程的综合性能和传热过程的火积耗散作为评价指标，分析在不同的粒径分布和粒径配比下堆积床的流动传热特性。气体和固体颗粒之间的流动传热过程采用计算流体力学(CFD)耦合离散单元法(DEM)进行求解计算，其中气体当作连续相，颗粒当作离散相。计算结果表明，均匀粒径的颗粒堆积床内气体流动存在较大的壁面效应，导致床层核心区域的换热效果较差，出口气体温度相对较低；粒径径向分布的复合粒径颗粒填充能够有效的抑制壁面效应，优化床内的速度场和温度场，强化其传热性能，提高出口气温，降低床层等效热阻，同时，粒径径向分布也导致传热过程的火积耗散更大，带来更大的不可逆损失。对于相同粒径分布的复合填充床层，沿着径向小颗粒的分布厚度也对传热过程有着一定的影响。