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密相气力输送是固相颗粒的主要输送方式。密相气力输送属于浓相气固两相流动,具有流型复杂、固相浓度、速度分布等流动参数变化剧烈的特点,造成固相流动参数的准确测量尤为困难。在两相流检测领域,由于缺乏与密相气力输送流动机理分析的有效结合,忽略了流场与电容检测场的相互作用,仅在单一检测场下研究传感器特性,所构建的理论模型和有限元分析模型过于简单。因此,提高密相气力输送固相流动参数的测量精度,一方面需要研究多相流的流动形态演变规律,本文采用数值模拟方法进行气固两相流的流型演变分析；另一方面,需要研究多物理场下的传感器建模方法。本文针对上述问题,以密相气力输送过程为研究背景,以阵列式电容传感器为研究对象,以流体分析软件FLUENT和有限元分析软件ANSYS为研究平台,以模拟仿真和实验验证为研究方法,对密相气力输送过程固相物料流型演变规律及多物理场下的传感器信号进行分析。本文主要完成如下工作：(1)基于CFD前处理建模软件,分析多相流模型特点,建立管道模型及适用的网格体积单元模型；针对密相气力输送特点,对正应力模型及摩擦剪切粘度模型进行修正,引入颗粒动力学理论,建立基于欧拉坐标下的湍流流动三维多相流模型；(2)考虑流体与颗粒间的双向耦合作用,编写气固相间曳力函数及管道入口气固相边界条件用户自定义函数(UDF),采用SIMPLE算法求解计算；(3)分析颗粒相各物性参数及操作条件对密相流型形成及变化的影响,总结流型演变实现的相应边界条件,再现柱塞和堆积层的形成、流动过程；重点分析柱塞流的稳定运动阶段,并确定影响柱塞稳定运动区间的因素及其影响关系。(4)针对密相输送流型以沙丘流和柱塞流为主,提出一种结合流型与固相浓度分布同时测量的阵列式电容传感器结构形式。研究该阵列式电容传感器的基本结构、测量原理及传感器信号特点,并分析静电场的有限单元法；采用分区式间接耦合方法,建立流场与电场耦合作用下的三维传感器有限元模型；(5)基于仿真计算结果分析固相颗粒流动参数在不同密相流型下的传感器输出信号特点；(6)在实验室条件下,搭建基于阵列式电容传感器两相流检测实验平台,制作稳定柱塞流,对多物理场下稳定柱塞流的传感器信号特点进行实验验证。