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该文以双流体模型为基础,结合颗粒动力学理论,建立了灰熔聚流化床煤气化反应器为背景的气固两相流动方程组,并运用Fluent软件进行了运算,获得了收敛的计算结果,得到了气固两相流动的相关参数.为了验证该模型,进行了二维和三维流化床不同分布器结构的冷态实验.在一个314mm(宽)×25mm(厚)的二维多孔板分布器流化床结构上采用摄像的方式获得了不同气速下的气泡形状以及大小等参数.在一个Φ300mm的三维喷嘴式分布器流化床内采用PC-4光导纤维测得了喷嘴直径分别为50mm、38mm以及27mm时床内主要区域各个高度上的空隙率分布.实验结果表明:在二维多孔板分布器流化床中,随着射流气速的增大,流化床中气泡的直径变大,气泡上升速度加快,并有明显而频繁的合并现象产生.在三维喷嘴式分布器流化床中,在相同进气量和床层表观气速下,随着喷嘴直径的减小,喷嘴气速增加,气体动量增大,床内轴线附近的中心区域颗粒浓度减小,而颗粒更集中地分布于壁面附近;床层的整体空隙率随着表观气速的增大而增大;可以认为,影响床层空隙率的主要因素是喷嘴的气速的变化以及其带来的进入床内气体动量的变化.在相同的反应器结构和操作条件下,比较了上述实验结果与模拟结果.结果表明,在二维流化床中,模拟得到的气泡形状和大小与实验结果吻合,主要流动规律相符合;在三维流化床中的主要区域内,时均空隙率吻合较好,模拟结果可以比较真实地再现实验现象.在模型基础上,计算了Φ300mm和Φ1000mm喷嘴式分布器结构内的主要流动现象,结果表明,相同表观气速下,与Φ1000mm流化床相比,Φ300mm流化床内更容易形成相对较大的气泡,其壁面限制了颗粒的运动范围和空间.在此基础上,通过模型进一步预测了工业生产规模下Φ1000mm喷嘴式分布器流化床中部件或尺寸改变对床内流动特性的影响.总之,该论文的理论基础和预测结果可以为灰熔聚流化床煤气化工艺和其它与流态化技术有关反应器的设计提供许多有益的信息.但同时也应看到,尽管计算流体力学方法已经成为化学反应工程和流态化工程的前沿分支,仍然有待于在未来的研究中不断完善和发展.