煤等含碳物料大规模高效清洁气化是我国实现能源清洁利用的重要途径,加压密相气力输送是其中的关键技术之一。加压密相气力输送管道中输送风速较低、颗粒体积浓度大、流动形态复杂,涉及气固相间、颗粒间及颗粒与管壁间的激烈相互作用,相关流动规律和机理的认识还不清楚。因此,针对气力输送管道中的加压稠密气固两相流动展开全面、深入的研究,具有重要的现实意义。本文采用数值模拟为主要研究手段,结合课题组相关实验研究,围绕竖直管和水平管内的加压稠密气固两相流动的两相速度分布、颗粒体积浓度分布及两相的湍流强度展开研究,探讨其内在规律及各因素的影响。研究主要内容包括:　　 在欧拉双流体框架下,结合颗粒动理学理论及各相湍流模型,建立加压稠密气固两相流动的数学模型。针对颗粒体积浓度高的特点,除气体和颗粒相互作用及颗粒之间的碰撞之外,本文还考虑颗粒相间的摩擦应力。通过用户自定义函数对颗粒摩擦粘度模型进行了修正,同时还对气固相间的曳力模型进行优化,实现了其在不同颗粒浓度范围内的连续。采用控制体积法对数学模型的控制方程进行离散化,并用Phase Coupled SIMPL算法对方程进行求解。利用所建立的数学模型对气固悬浮流进行数值计算,与相关实验研究对比,验证了所建立模型的适用性。　　 对竖直管内加压稠密气固两相流动进行二维数值模拟研究。分析了竖直管内气固两相速度、颗粒体积浓度和气固两相湍流强度的分布规律及径向截面平均参数和压降梯度的变化规律。结果表明:竖直管中气固两相流动形态为环核结构,压降梯度随表观气速的增大,呈现先减小后增大的变化规律,与实验结果相一致。另外,还探讨了输送气体的表观速度、输送压力、颗粒粒径等因素对气固两相流动特性的影响。　　 对水平管内的加压稠密气固两相流动进行数值模拟研究。揭示了水平管内气固两相速度、颗粒体积浓度及气体和颗粒湍流强度分布规律,探讨了输送气体的表观气速、颗粒质量流率及颗粒粒径对气固两相流动特性的影响。结果表明:受重力影响,水平管中气固两相的流动形态为沉积分层流,颗粒体积浓度呈上小下大分布,在管底处形成沉积层,沿流动方向沉积层厚度不断增加,在距离入口2.5m以后基本不再变化,两相速度的最大值出现在管中心偏上的位置,管道上部两相湍流强度较大；水平管压降梯度随表观气速的增大,呈现先增大后减小的变化趋势。