随着固液两相流理论及技术的不断发展,化工、石油、矿业以及水合物固态流化开采等领域广泛存在颗粒在旋转流场中的运动现象,因此需要深入了解颗粒在旋转流场中的运动特性。但是国内外大部分研究主要集中在旋转流场中颗粒群的宏观运动,并且颗粒群运动特性定量化以及旋转流场中单颗粒运动特性的研究较少,因此旋转流场中单颗粒运动特性的相关研究十分重要。本文根据旋转流场中单颗粒运动特性研究思路,采用旋转流场中颗粒运动实验装置和EDEM-FLUENT耦合数值模拟的方法,对旋转流场中单颗粒的运动特性开展了以下研究工作。(1)通过国内外文献的调研,了解了固液两相流以及旋转流场中颗粒运动特性的研究现状。(2)设计制造了旋转流场中颗粒运动实验装置,对颗粒在旋转流场中的运动进行了初步分析,将单颗粒在旋转流场中的整个运动过程分为发展和稳定两个阶段。(3)本文使用旋转流场中颗粒运动实验装置进行了一系列研究单颗粒在旋转流场中运动的实验,得到了单颗粒运动状态判别公式以及单颗粒的运动轨迹方程,研究流场转速和颗粒直径对单颗粒运动特性的影响,结果表明:随着流场转速的增大,颗粒速度与加速度的变化范围逐渐增大,并且颗粒受到的离心力的峰值和变化幅值也在逐渐增大,而颗粒在稳定阶段受到曳力的变化趋势明显不同,;随着颗粒直径的增大,颗粒速度与加速度的变化范围逐渐减小,并在稳定阶段保持稳定,而颗粒所受到的离心力峰值先减小然后逐渐增大;当颗粒直径较小时,在稳定阶段颗粒受到的曳力处于小范围的波动,相对于小粒径而言,大粒径颗粒在稳定阶段所受到的曳力保持稳定。(4)最后在实验的基础上,使用建立的EDEM-FLUENT耦合模型与实验结果进行验证,并以此验证该模型的准确性,使用该模型仿真分析旋转流场中单颗粒运动时的碰撞特性、受力分析以及能量损失。结果表明:随着颗粒密度的增大,颗粒与壁面之间的碰撞次数先减小,然后当颗粒密度为2230kg/m3时颗粒与壁面之间的碰撞次数达到最小值,随着密度的增大碰撞次数再逐渐增大;当颗粒密度大于2550kg/m3时,颗粒与壁面之间的碰撞次数再次减少。当液体粘度逐渐增大时,颗粒与壁面之间的碰撞次数也随之增大,在旋转流场中颗粒的自转运动主要受到壁面因素的影响,并且颗粒与壁面之间的碰撞会损失大量的能量,但流体和壁面会为颗粒的向上运动继续提供能量。