煤气化是煤基替代燃料、煤基化学品、IGCC发电、联产、煤制氢等煤炭高效洁净利用的主要单元工艺。粉煤加压密相输运床气化技术作为国际上正在研发、示范的先进气化技术，有望具有煤种适应性好、效率高、投资小和运行维护成本低等优势。然而密相输运床气化技术涉及到的基础理论研究工作尚显不足，对气化炉内部气固流动的本质和机理尚需深入探讨。本文采用实验研究和数值模拟两种手段，对密相输运床的实现条件与流动规律进行研究。　　 在方形截面实验台(高度为10m，截面为270×270mm)的基础上，搭建了圆形截面实验台(高度为10m，截面为φ187mm)。数值模拟方面，对能量最小多尺度(EMMS)方法的建模和求解进行了改进和优化，总结了非均匀结构参数的变化规律，提炼了密相气固两相流动不均匀性的数学表征方法，推导了适用于密相气固流动的基于EMMS的修正曳力模型。并将该曳力模型嵌入到欧拉双流体模型框架下的动量方程中，引入固相体积分数修正方法，结合颗粒动力学理论，建立了基于流动结构的密相输运床提升管单元部件的二维和三维流动模型，以及密相输运床系统整体循环回路的流动模型。并基于最小二乘法和最小二乘支持向量机方法(SVM)，建立了输运床压降及颗粒平均浓度的预测模型。　　 实验和数值模拟两种研究手段，均获得了固体通量Gs大于200 kg/(m2.s)、床内固体颗粒平均体积分数εs大于0.1的密相输运流动。论文从微观和介观尺度剖析了密相输运床内颗粒和流体相互作用和协调的控制机制，发现了在一定操作条件下，多尺度中结构参数发生变化的转折点εs=0.34，对密相气固两相流动的不均匀性给出了合理解释。数值模拟得到了密相输运床提升管内，固体颗粒分布比传统的循环流化床均匀、环-核结构存在但不明显、边壁返混现象十分微弱、管内充分发展区内颗粒均匀向上运动的流动特点。基于EMMS的修正曳力模型和其它未考虑气固流动不均匀性的曳力模型相比，在压降和平均颗粒浓度上与实验结果吻合较好，证实了该模型在密相输运床内气固流动模拟中的适用性。