粗颗粒垂直管水力提升是在深海采矿、水力采煤、封闭采矿、河湖清淤中经常遇到的问题。对于固液两相流管道输送,过去的研究局限于水平管伪均质流输送方面,垂直管粗颗粒则研究较少。由于粗颗粒与流体间的滑移速度显著,垂直管中的粗颗粒固液两相流的性质不同于水平管伪均质流。在设计垂直管水力提升系统时,提升速度是首先回答的问题。为此,本实验研究中首先进行了粗颗粒在静水中的沉降实验。通过实验数据拟合得到粗颗粒沉速公式,并同Stokes公式比较。结果表明形状系数对粗颗粒沉降速度有明显影响。其次,进行了粗颗粒浮游速度的实验研究。考虑到管道断面流速分布的不均匀性,论证了粗颗粒浮游速度普遍小于沉降速度的原因。然后,在前述两项实验的基础上,分析粗颗粒提升运动的临界状态,并综合考虑颗粒密度、颗粒粒径、颗粒形状、颗粒浓度、颗粒级配等因素对于临界提升速度的影响,推导了临界提升速度的半经验公式。最后,通过垂直管临界淤堵实验,对公式进行了率定,并通过与他人实验结果的比较初步验证了公式的合理性。在垂直管水力提升过程中,颗粒不仅受垂直方向的力,而且还受径向力的作用,使固体颗粒向上运动的同时,有向管道中心运动的趋势。本文通过实验考察了垂直管水力提升粗颗粒浓度径向分布的特点,并利用扩散方程推导了粗颗粒浓度分布的计算公式。另外,本研究还分析了颗粒群体滑移速度与提升速度的关系,纠正了颗粒群的滑移速度等于颗粒群的沉降速度,输送浓度一定小于当地浓度的认识,认为输送浓度、当地浓度与提升速度有关。本研究中推导的临界提升速度公式较为全面地考虑了颗粒提升速度的影响因素,具有较为明确的物理意义,同现有实验资料的符合较好,因而对工程实践有较好的参考价值。但是限于实验条件的限制,临界提升速度公式和颗粒浓度分布公式还有待进一步验证。