气流床以其具有相间接触面积大,传热、传质条件好,物料输送灵活等优点而广泛应用于各种工业领域。柔性丝状颗粒（如化工纤维、牧草、烟丝、秸秆、木材纤维等）是一类常见的工业加工颗粒,其具有形状细长、材质柔软、各向异性、容易弯曲变形等特点,因此,其在气流床中受力、变形、转动和取向分布复杂,且易在与气相相互作用及颗粒间相互作用下形成絮团,导致气流床设备性能变差。柔性丝状颗粒在气流床中的运动构成了一个复杂的气固两相流动系统,目前国内外研究者对这类颗粒流动特性的研究并不深入,对床内丝状颗粒的运动规律、絮团的形成、发展、聚并及破碎的演化规律等认识很不充分,从而导致对其的基础研究远落后于工业生产的需求。基于以上背景,本文通过实验和数值模拟相结合的方法,对气流床内柔性丝状颗粒的流动特性进行了系统性研究。在实验研究中,为了观察和探索丝状颗粒在气流床中的微观运动轨迹及宏观规律,本文构建了由三维可视化的气流床系统和高速图像采集处理系统构成的气流床实验平台,提出了针对提升管横截面柔性丝状颗粒时均浓度的测量方法（单视场和双视场时均浓度三维重构法）和柔性丝状颗粒的跟踪测速方法（Flexible Filamentous PTV）,通过大量实验揭示了柔性丝状颗粒特征点的平移运动轨迹及颗粒在提升管中的浓度、速度分布规律,同时,获得了发生平移和非平移运动的颗粒的比率、气固质量流率比和颗粒雷诺数之间的经验关联式。此外,本文还研究了在不同操作条件下柔性丝状颗粒的稳定流化临界速度,得到了稳定流化临界速度曲线。丝状颗粒在气化床流动过程中容易形成团絮,为了对团絮的尺寸、形状等性质进行有效表征,本文构建了柔性丝状颗粒絮团的识别算法,对实验中所获取的图片进行了分析。针对不同颗粒絮团的形态和演化过程,本文提出了5种提升管中心区域典型的絮团结构（条形结构,倒U型结构,马鞍结构,不规则结构和微小絮团结构）和4种提升管边壁处典型的絮团结构（竖直条形结构、从边壁向中心延伸的絮团结构、球形絮团结构及复合絮团结构）,并分别描述了这些絮团的主要特征,全面揭示了不同类型絮团形成、发展、聚并直至破碎的演化规律。同时,利用单因素实验分析的方法,详细探讨了颗粒物性和操作条件对颗粒絮团特性（絮团尺寸、形状和内部颗粒体积分数分布）的影响。实验发现,颗粒含水率的增加会显著改变颗粒的柔韧性和粘性。随着柔性丝状颗粒长度或含水率的增加,絮团的平均等效直径增大,且大絮团的数量也显著增加。另外,随着絮团尺寸的增大,絮团内的平均颗粒体积分数先降低,然后趋于定值。为了获得实验研究难以获得的信息及深入挖掘丝状颗粒在气流床中的运动规律,本文在开展实验研究的同时平行开展了数值模拟研究。为了尽可能地贴近实际,本文对气固两相采用不同方法进行建模,气相采用CFD方法,颗粒相采用柔性丝状颗粒链模型,采用双向耦合的数值迭代方案,对不同操作条件（表观气速、颗粒质量流率）下,气流床提升管中颗粒的流动过程进行了模拟仿真。同时,为了准确反映柔性丝状颗粒的柔韧性,本文提出了柔性丝状颗粒链模型中弹力系数的校准方法,根据实验数据对弹力系数进行校准。此外,本文对模型的有效性进行了详细验证,结果表明,当表观气速较低时,提升管底部颗粒浓度的模拟值比实验值略小。尽管如此,该模型仍能给出较为真实可靠的轴向颗粒浓度分布、速度分布及颗粒停留时间的概率分布。作为对比,本文还采用球形颗粒模型模拟了柔性丝状颗粒的平均停留时间和停留时间分布的跨度,发现其结果均远小于实验值,可见,若采用球形颗粒模型来模拟柔性丝状颗粒的停留时间分布将会导致较大的误差,这进一步突出了柔性丝状颗粒链模型的优越性。对气流床内颗粒停留时间分布的模拟研究可有助于推断最终产品的一致性。一般而言,颗粒停留时间分布的跨度越小,则最终产品质量（如颗粒干燥或混合的均匀性、颗粒表面涂层薄厚的一致性等）的一致性越强;而颗粒停留时间分布的跨度越大,则最终产品的差异性越大。研究发现,当表观气速较小（3.82 m/s）时,颗粒停留时间概率密度曲线会出现两个极大值。此时,颗粒在气流床内形成环核结构,其中第二个极大值是由于颗粒的横向运动造成的。同时,颗粒停留时间概率密度函数的跨度随着表观气速的增加而减小。通过分析颗粒的最小停留时间,本文获得了颗粒加速区（acceleration zone）和完全发展区（fully developed zone）的过渡点。在完全发展区,随着提升管高度的增加,颗粒最小停留时间等比例增大。