稠密气固射流是煤气化的关键科学问题,对于气化炉的效率及稳定运行具有至关重要的参考价值。论文使用高速摄像仪对加压条件下喷嘴内稠密气固射流进行可视化研究,采用PV6D颗粒速度测量仪和微型压力传感器分别测量喷嘴出口射流速度和喷嘴内压力脉动,并对喷嘴内气固射流进行CPFD模拟,研究了喷嘴内气固射流流动模式及稳定性,并提出了调控原理和手段,主要内容如下:(1)利用高速摄像仪对平面喷嘴内稠密气固射流不稳定模式进行了实验研究,考察料仓压力(P)、颗粒粒径(Dp)以及喷嘴结构参数对射流不稳定模式的影响。结果表明:对于颗粒粒径为78 μm的气固射流,当料仓压力大于0.02 MPa时,喷嘴内稠密气固射流出现气泡型不稳定流动模式;随着颗粒粒径的增大,气固射流固含率降低,从气泡模式转变为颗粒团不稳定流动模式;气泡和颗粒团产生频率在100-600Hz范围内,随料仓压力的增大而增大;改变喷嘴收缩角对射流流动模式影响不大。利用微型压力传感器对喷嘴直管内不同位置压力进行测量,结果表明,喷嘴内平均压力随流动距离的增大而减小,气固射流中气泡及颗粒团导致瞬时压力产生脉动。(2)对稠密气固射流在圆喷嘴内的不稳定模式进行了探究。结果显示,在粒径较小的气固射流中,喷嘴内不稳定模式的临界料仓压力为0.02 MPa,当料仓压力大于0.02 MPa时,喷嘴内稠密气固射流由稳定模式转变为颗粒团不稳定流动模式;当颗粒粒径由78 μm增大到350μm时,气固射流固含率降低,但均为颗粒团不稳定流动模式;颗粒团产生频率随料仓压力的增加而增大,约为400-800 Hz。通过改变料仓压力、喷嘴长度以及在喷嘴内加入筛网等方法能够调节气固射流固含率,从而有效调控喷嘴内气固射流不稳定模式。(3)采用CPFD数值模拟对平面喷嘴内的稠密气固射流进行研究,获得了喷嘴内气固射流平均压降、射流速度以及固含率等重要参数,时均值与实验结果吻合较好。结果表明,从料仓到喷嘴出口,气体压力不断减小,气体和颗粒间动量和能量发生转化,两者速度不断增加,颗粒固含率逐渐减小;在料仓锥角与喷嘴连接区域,气体压力梯度最大,颗粒和气体速度剧增,且两相间速度差增大,颗粒固含率骤降,气固相互作用剧烈,气固射流变得不稳定。