气力输送是指在管道中利用具有一定压力和速度的气体,使得物料能够按照规划的线路进行连续输送的输送方式,该方式具有经济性好、操作安全稳定、输送效率高、对环境污染小等优势,被广泛应用于采矿、制药、化工和冶金等行业。气力输送在实际的生产运行中也不可避免的会出现一些问题,例如:系统能量损耗大、物料堵塞输送管、物料容易破碎和输送管道磨损等。本文通过试验和数值模拟对不同弯径比下气固两相流动进行分析和研究,主要工作如下:首先,总结了国内外专家学者对气力输送各方面的研究现状;分析了气力输送技术在近几年的发展趋势;讨论了稀相气力输送的特点与不足;阐述了本论文的研究目的和内容;制定出了本论文的研究方案。其次,设计并搭建了一套与生产工况相一致的稀相气力输送试验装置;利用压力传感器测出在不同弯径比下系统压力损失随空气速度变化所产生的变化值,再由压力损失和空气速度计算出系统的能量损失系数和附加压力损失系数;通过改变颗粒质量流量、弯管弯径比、颗粒形状等工艺参数,分析了不同工况对系统能量损耗和压力损耗的影响规律。结果表明:随着弯径比的增大,系统的压力损失和能量损耗随之减小;随着颗粒质量流量增大,系统产生压降增大,能量和附加压力损失系数减小;大空隙率形状的颗粒对系统造成的压力和能量损失相对较小。最后,采用CFD-DEM耦合模型研究了不同弯径比下气固两相流动特性;给出了稀相气力输送机理的数学模型和物理模型;对相同工况下试验与数值模拟的数据进行比较,验证了CFD-DEM模型在预测气固两相流动特性上的可行性;通过数值模拟分析了不同弯径比下气固两相流中气相、固相流动状态和弯管磨损规律。结果表明:随着弯径比增大,弯管处高气速和湍流动能区域随之增大,内外壁压降逐渐减小;不同弯径比下弯管中颗粒流动形态、分布情况各不相同,弯管中碰撞以颗粒-颗粒碰撞为主;随着弯径比的增大,磨损区域面积逐渐增大,但最大磨损量逐渐减小,最大磨损区域向弯管入口处偏移。