火焰气相沉积法（FCVD）具有工艺简单、成本较低、产品纯度高、球形度高、粒径可控的优点,是近年来纳米颗粒材料,特别是纳米陶瓷颗粒材料研究与开发的主要制备术之一。实验与理论研究表明尺寸与形貌影响和决定了纳米颗粒的结构、电、光、流动、烧结等性能及TiO₂光催化特性。 本文研究了工业丙烷/空气火焰CVD法制备纳米TiO₂颗粒材料的尺寸特征,从产品的TEM照片得到了不同操作条件下16个样品的颗粒积累尺寸分布、频率尺寸分布、平均粒径(d_50%)、及相对尺寸分布宽度。采用FLUENT 6.1版本对火焰CVD法制备TiO₂纳米颗粒的过程进行了数值模拟,得到模拟的颗粒尺寸参数并与实验结果进行比较。 考虑到颗粒作为分散相量很小,因而在模拟过程中忽略其对流场的影响,在此假设下,模拟过程大致分为两步进行: 第一步,火焰场的模拟,在不同的近壁面处理条件下（标准壁面函数及非平衡壁面函数）,在Standard k-ε、RNG k-ε和Realizable k-ε三种不同湍流模型下,对工业丙烷/空气火焰CVD法合成纳米TiO₂颗粒材料的湍流扩散火焰进行了详细的数值模拟;结果表明在非平衡近壁面处理方式下模拟效果较好。在非平衡壁面函数处理条件下用Standard k-ε湍流模型,对16种工况的丙烷/空气火焰CVD法合成纳米TiO₂颗粒的燃烧过程进行了数值模拟,结果表明模拟的火焰长度与实验结果符合的较好,空气/丙烷摩尔比高于恰当比时火焰温度的模拟结果与实验结果符合的较好。 第二步,颗粒长大过程模拟,建立相关的流体动力学模型和颗粒动力学模型,本文主要模拟积分碰撞频率颗粒动力学模型及Kruis′颗粒动力学模型。模拟结果表明对于积分碰撞频率模型,在颗粒体积数守恒（nv=c）模拟结果与实验结果比较吻合;而在颗粒表面积守恒（na=c）和颗粒nd^2.5=c守恒的条件下,模拟结果与实验结果偏差较大。通过积分碰撞频率模型（nv=c）和Kruis模型模拟结果与实验结果比较发现,Kruis′模型模拟颗粒尺寸大小偏小且相对尺寸宽度很窄,而积分碰撞频率模型与实验结果吻合较好。