为进一步了解流化床换热防垢节能技术的强化传热和防、除垢机理,本文设计并构建了一套汽–液–固三相水平循环流化床蒸发装置,利用加速度传感器,系统地考察了多相流的碰撞行为和传热性能。首先,对多相流的碰撞加速度信号进行了时域和频域分析,确定了水平床中多相流各相的特征频率范围及能量分布。然后,系统地考察了水平床的轴向位置和颗粒加入量、循环流量、热通量及颗粒粒径等操作参数对颗粒碰撞行为和传热性能的影响。最后,分析并确定了水平循环流化床中多相流碰撞加速度信号的多尺度非线性行为,考察了关联维随操作参数的变化规律及与传热性能的内在联系。研究结果表明,水平循环流化床中,颗粒碰撞信号的特征频率范围为6500–20000 Hz,而液相碰撞信号和设备振动信号的特征频率范围分别为0–1500 Hz和2000–6000 Hz。固相碰撞在多相流碰撞中起主导作用。没有发现汽相的特征频率范围,但汽相的生成显著增强了其它相的碰撞强度。沿着水平床的轴向,颗粒碰撞强度减弱,信号功率减小,传热恶化;不同轴向位置的信号功率随操作参数的变化趋势相同。随着颗粒加入量的增加,颗粒碰撞的信号功率增加,传热增强因子先增大、后减小;随着循环流量的增加,信号功率和传热增强因子增大;随着热通量的增加,信号功率增大,传热增强因子减小。在不同的操作参数下,信号功率均随着颗粒粒径的增加而增大。且随着颗粒加入量、循环流量和热通量的增加,信号功率随粒径增加的幅度增大。随着循环流量的增加,不同粒径颗粒增强因子的差异趋于减小。总体来说,水平循环流化床中,操作参数对小颗粒传热效果的影响更大。水平循环流化床蒸发器中的多相流碰撞加速度信号存在着三个尺度的非线性行为。尺度A的行为与液相行为密切相关,尺度B和尺度C的行为分别与设备振动行为和固行为密切相关。尺度A的关联维在低热通量时随轴向位置增加而减小,而在高热通量时随轴向位置的增加而增大;尺度C的关联维随轴向位置的增加增大;尺度B的关联维受轴向位置的影响较小,其数值在2左右波动。构建了操作参数对颗粒碰撞的信号功率和传热增强因子影响的三维图,建立了水平循环流化床蒸发器流动沸腾传热系数的经验关联式,模型结果与实验数据吻合较好,有助于指导工业实践。