高炉渣是高炉炼铁中的一种副产品,产量高,约为生铁产量的0.3倍,出炉温度为1450～1650℃,余热品质高,具有很高的热回收价值。目前,高炉渣的余热回收工艺主要是水淬法和风淬法,水淬法耗水量大,风淬法成本高,同时高温热空气带动余热锅炉生产蒸汽会导致余热资源的二次损失。因此有人提出先通过转杯离心粒化高炉渣、然后用自流床余热锅炉对高炉渣进行余热回收的工艺。该工艺结构简单、不消耗新水、不污染环境。自流床余热锅炉回收高温炉渣中余热的过程实际上是颗粒绕流管束换热的过程。本文通过自主搭建自流床余热锅炉冷态模型实验,采用高速摄像技术和颗粒示踪技术相结合的方法考察了开口尺寸、管的排列方式、管间距与圆管直径之比、颗粒尺寸、颗粒粒径分布和颗粒形状对速度分布、颗粒流动脉动特性、管下方空隙区面积、颗粒流动均匀性的影响规律。主要研究结果如下:（1）设备开口尺寸增大,颗粒质量流量增大,速度增大;管束为叉排布置时颗粒竖直方向平均速度比顺排大14.32%,水平方向平均速度比顺排大53%,速度脉动相差不大;管间距与圆管直径比值减小,颗粒竖直方向平均速度减小,水平方向平均速度和速度脉动均增大,水平速度增大了 19.55%;管排数增大,竖直方向平均速度减小了 4.55%,水平方向平均速度和速度脉动均增大,水平方向平均速度增大了 10%。（2）随粒径的增大,颗粒竖直和水平方向平均速度减小,竖直方向速度减小了 3 6.2%,水平方向速度减小了 26.56%,竖直方向平均速度脉动增大,水平方向平均速度脉动减小;颗粒为正态分布时,颗粒竖直和水平方向平均速度及速度脉动均最大;椭球形颗粒竖直和水平方向平均速度均大于球形颗粒,竖直平均速度大25.81%,水平方向平均速度大了 3.40%,竖直和水平方向速度平均脉动略小于球形颗粒。（3）空隙区面积与设备开口尺寸和管排数无关,与管的排列方式、管间距、颗粒粒径、颗粒粒径分布及颗粒形状有关。顺排布置时,空隙区面积大于叉排布置,管间距和颗粒粒径增大时,空隙区面积增大;颗粒粒径分布为正态分布,空隙区面积最小;椭球形颗粒流动时,空隙区面积小于球形颗粒。（4）相同时间内,开口尺寸增大,颗粒流动均匀性系数增大;管束顺排布置,颗粒流动均匀性系数大于叉排布置;管间距与圆管直径之比增大,颗粒流动的均匀性系数减小;管排数增大,颗粒流动的均匀性系数增大。