传统化石能源储量的不断减少和生态环境的日益恶化,使各种新能源技术快速发展,在全球能源使用比例中不断提高。太阳能光热发电在各种新能源中发展较为成熟,但依旧存在无法稳定供应的问题,因此发展储能储热技术以提高其利用率的研究正受到越来越多人关注。本文以太阳能光热发电中储热系统研究为背景,采用沙子作为储热材料,利用加热的空气模拟吸收太阳能后的热源,主要研究了气固两相换热的过程。这一研究在深入掌握沙子的储热能力以及空气-沙子换热性能的同时,还获得了适用于本研究的气固传热系数关联式,这都为强化传热、充分发挥沙子储热性能奠定了基础。首先,本文分析了空气-沙子两相换热的方式与它们在移动床换热器中的接触形式,并根据传热传质学及多孔介质理论,对实际换热过程进行适当的假设与简化,推导建立了两相换热温度场的数学模型。然后,根据课题研究内容,设计搭建空气-沙子移动床换热实验平台。最后,利用平台进行多组实验,研究不同因素对换热过程的影响,并对实验数据进行处理分析。通过换热实验分析得出:（1）影响换热器床层内两相换热的主要因素有空气流量、沙流量、沙粒径等。空气流量与沙流量的变化对换热的影响是显著的,沙粒径的变化对换热影响较小。某些工况下换热后沙子的固相效能最高可达到0.9以上,这说明此空气-沙子移动床换热器的结构设计能够发挥沙子的储热性能,将其应用于塔式太阳能沙子储热系统是可行的。（2）随着空气流量的增大,气固传热系数也增大;随着沙流量的增大,气固传热系数也增大;随着沙粒径的增大,气固传热系数反而减小。而且换热室内不同位置处的换热强度不同,传热系数变化的范围大致为6～16W/（m2·K）,并沿着空气流动方向传热系数在逐渐减小。（3）基于对实验数据的计算分析,利用线性回归拟合得到适用于本实验工况的气固传热系数实验关联式为Nu=0.75ε0.8Re0.65Pr1/3,此关联式在本实验中的空气Re数变化范围在7.81～18.07、Pr数变化范围在0.674～0.683。试验值与拟合关联式的计算值平均误差为2.12%。