稠密颗粒流广泛存在于煤气化原料的前处理等工业过程中,其研究结果对优化工艺、稳定生产、提高效益具有重要的科学意义和参考价值。本文主要采用可视化方法对二维通道中的颗粒物质流动进行了深入的研究,揭示了颗粒流的运动特性,并建立了颗粒流黏度模型和颗粒渗透阻力模型,基于此提出了一种混合颗粒的分离方法。主要结论如下:1.对球形颗粒在二维通道中的流动行为进行了研究。通过将颗粒速度为表面速度的1%时所在位置定为流动层底部边界,发现流动层内颗粒运动可以统一用速度分布u=us（1-y/δ）2进行描述。根据颗粒流的运动特性建立了颗粒流的剪切变稀黏度模型,并利用FT4粉体流变仪测试结果对模型进行了验证。模型表明,表观黏度不是颗粒流的物性参数,而是流动参数的函数:2.利用非球形颗粒在二维通道中的流动参数对其流动性进行表征。研究发现颗粒流坡度和表面速度均随着颗粒流体积流量的增加而增加,且在相同体积流量下,颗粒流的坡度和表面速度与流动性成负相关。颗粒流高度与厚度的比值h/δ是与流量无关的特性参数,且与颗粒流动性成负相关。sinθ/Γ为与材料及形状等无关的颗粒流常数,其值约为2.59×10^-3s。Γ/cosθ为表征颗粒流流动过程中摩擦特性的参数,与颗粒流动性成负相关。根据各流动参数对实验颗粒材料的流动性进行表征可得:玻璃微珠>煤粉>碳化硅>石英砂。3.对球形二元混合颗粒在二维通道中的流动行为进行了研究,考察了小颗粒含量对颗粒流主流速度分布的影响。发现增加小颗粒含量将减弱大颗粒间的相互作用,进而导致原颗粒流表面附近的线性速度分布部分开始弯曲,使速度分布整体呈“S”形。通过建立渗透阻力模型f=kDv,推导获得小颗粒的线性渗透速度分布v=-k_py+v₀,并与实验结果相符。4.对球形二元混合颗粒在二维通道中的分离过程进行了研究,发现混合颗粒的分离效率与小颗粒含量成负相关,而与流动距离成正相关。通过与混合颗粒直接在斜板上的流动进行对比,发现颗粒堆对位于其上方的颗粒流具有捕获作用,从而减小了颗粒流整体速度并削弱了大颗粒间的相互作用,因此有利于小颗粒的渗透运动,增大了混合颗粒分离效率。5.对球形颗粒在二维料仓中的流动行为进行了研究。沿流动方向,颗粒流速度不断增大,但流动层内的颗粒运动可以用速度分布u =us（1-y/δ）²进行统一描述。颗粒流的表面速度和流动层厚度均与下降高度的算术平方根成正比:us ∝（?）,δ ∝（?）,由此可根据颗粒流的下降高度对其速度分布进行预测:根据颗粒流动特性建立了非均与稳态颗粒流内的剪切变稀黏度模型,发现颗粒流的表观黏度是颗粒流的物性参数和流动参数的函数: