污泥具有水分高、颗粒细、粘度高、流动性差、不易脱水等特点。随着污泥产量的逐年攀升，污泥处理的减量化、无害化、资源化已成为当前环境科学领域的重要研究课题。石油焦具有碳含量高、硫含量高、挥发分低、灰分低、热值高等特点，因而石油焦的高效、清洁利用成为能源科学和技术领域非常关注的问题之一。将污泥与石油焦混合制备高浓度泥焦浆进行燃烧或者气化，可以实现污泥与石油焦的大规模无害化处理、能源化利用。本文选取具有代表性的城市污泥、石化污泥和造纸污泥与石油焦进行共成浆试验，并对泥焦浆的管内流动特性、阻力特性以及气泡喷嘴的雾化特性进行了系统的研究。　　采用NXS-4C型旋转粘度计研究了城市污泥、石化污泥和造纸污泥与石油焦共成浆的机理、浆体稳定性机理及其影响因素;利用氮气吸附仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDX)和傅立叶红外光谱仪（FTIR）全面分析了污泥与石油焦颗粒的比表面积和孔隙结构、微观形貌、矿物成分组成、表面化学元素以及含氧官能团等表面微观理化特性，并考察了这些因素对污泥与石油焦共成浆特性的影响规律，探讨了污泥种类和添加量对泥焦浆的成浆特性和稳定特性的影响规律。研究结果表明，水焦浆呈现胀塑性流体特征，污泥表现为假塑性流体特性;随着污泥添加量的增大，泥焦浆的流变特性由胀塑性流体转变为假塑性流体，在污泥添加量为6％时，泥焦浆近似表现为牛顿流体;随着污泥添加量的增大，泥焦浆的稳定性增强。　　在小型浆体输送试验装置上采用管流法系统地研究了水焦浆和泥焦浆的管内流动特性、壁面滑移特性和真实流变特性，率先获得了水焦浆和泥焦浆管内流动的壁面滑移特性和真实流变特性随浆体浓度、管径、输送速度、污泥种类和添加量的影响规律。研究结果表明，浓度为59.8％和60.4％的水焦浆随着剪切速率的增大由假塑性流体转变为胀塑性流体;浓度为61.1％的水焦浆则表现为单一的胀塑性流体;随着剪切速率增大，浓度为63.4％的水焦浆由假塑性流体转变为胀塑性流体，剪切速率超过600s-1之后，又转变为假塑性流体。污泥添加量为10％时，随着剪切速率的增大，城市污泥焦浆由胀塑性流体转变为假塑性流体，石化污泥焦浆由假塑性流体转变为胀塑性流体，造纸污泥焦浆表现为假塑性流体。泥焦浆的壁面滑移速度和滑移贡献率大于相同浓度水焦浆的壁面滑移速度和滑移贡献率，而临界壁面剪切应力小于水焦浆。城市污泥焦浆的真实流变特性和壁面滑移特性在三种污泥焦浆中最适合于工程应用。　　在获得泥焦浆壁面滑移速度和真实流变特性的基础上，系统深入地研究了泥焦浆在直管和弯管内流动的阻力特性随浆体浓度、管径、流速、污泥种类和添加量等因素的变化规律。提出了泥焦浆管内流动的阻力系数与广义雷诺数的经验关系式。首次采用神经网络模型对水焦浆的管内流动压降进行了合理预测。研究发现，泥焦浆直管流动摩擦阻力系数小于水焦浆的直管流动摩擦阻力系数，且城市污泥焦浆的摩擦阻力系数最小。随着广义雷诺数的增大，泥焦浆在弯管内流动的有效长度比呈现先降低后上升的趋势。建立了PSO-BP神经网络模型，采用旋转粘度计在低剪切速率下测得的流变参数对水焦浆管内流动压降进行了预测，无需进行复杂的壁面滑移修正，最大误差不超过10％。　　在小型浆体气泡雾化试验装置上对泥焦浆的流量特性和雾化特性进行了研究，获得了污泥性质、喷嘴结构参数和操作参数对气泡喷嘴流量特性和雾化特性的影响规律，其中研究污泥对水焦浆雾化特性的影响规律尚属首次。结果表明，随着气液质量比增大，浆体流量逐渐下降;注气压力越高，喷嘴出口直径越大，浆体质量流量越大;浆体性质对浆体在气泡喷嘴内的流量特性影响较小。石油焦颗粒表面具有较强的疏水性，在雾化过程中会发生液固分离现象，使液滴粒径减小;污泥具有粘弹性，会延长液滴的破碎时间;泥焦浆的粘度低于水焦浆粘度，气泡喷嘴对泥焦浆的雾化质量优于水焦浆。　　采用欧拉多相流模型对气泡喷嘴混合室内的气液两相流动特性进行了数值模拟研究，获得了喷嘴出口处的液膜厚度、气液两相在喷嘴内部的速度与压力分布规律。采用液膜不稳定破碎理论模型获得了气泡喷嘴环状流下的一次雾化粒径分布。结果表明，随着气液比增大，气泡喷嘴出口处的液膜厚度逐渐减小，雾化液滴的粒径逐渐减小;气体速度、液体速度和气液相对速度在气泡喷嘴出口截面上的分布呈现沿半径增大而减小的趋势，在喷嘴轴向上表现出先增大后减小的趋势。气液质量比和粘度对喷嘴出口处的气液相对速度和压力影响较大，对喷嘴出口处的液膜厚度影响较小，对气泡喷嘴环状流下的一次雾化粒径分布影响较大。