工业生产中多相流流动应用广泛,其热工过程复杂,生产中部分流动参数设置仍然依靠经验,研究人员对气固两相流的运动机理和规律进行了大量研究,但是针对环形空间的应用场合研究相对较少,无论数值模拟和实验研究因其速度场,温度场分布复杂,影响因素较多,相关检测手段较少。本文针对环形空间,使用计算流体力学的方法进行数值计算,使用离散相模型(DPM)和双流体模型对低浓度和高浓度气固两相流进行模拟。DPM中,运用欧拉法模拟气体的流动,拉格朗日粒子追踪法模拟不同粒径的固体颗粒在不同的气力速度下在水平直管段的轨迹分布,分别分析不同粒径与风速对颗粒运动与聚集情况的差异。模拟结果表明,相同风速下,粒径较小的颗粒受到空气曳力影响较大,在管道中运动具有随机性,粒径较大的颗粒受到重力影响较大,在环形管道底部由空气平稳吹出。在颗粒直径相同时,风速越大,颗粒受到空气的曳力越大,并在内管道出口附近跟随空气形成漩涡,不利于颗粒的输运。双流体模型中,对只受重力作用下的倾斜管段内的固相流体的流速进行了模拟,计算出监测点的流速。在此基础上搭建了使用直接三维电容层析成像(ECT)实验台,进行三维ECT直接成像实验,针对环形空间设计了双螺旋结构的传感器,实验对环形空间内的固相介质三维成像,得到了精度较高的重建图像,能够识别介质横截面形状及位置分布,还可检测其轴向位置等相关参数。并基于电容法使用互相关法对倾斜管段的固相流速进行测量,与数值模拟中的双流体计算结果进行比较,两者速度相差较小,说明了实验的可行性,且与三维ECT检测相互弥补,使测量结果更加准确。本文将计算流体力学与直接三维电容层析成像技术结合,对环形空间内的气固两相流进行了数值计算和成像、速度检测,弥补了力学计算缺乏实际验证的缺点,丰富了检测结果的理论支持。