能源是人类生存和发展的重要物质基础,也是制约经济和社会发展的重要因素。节能减排已成当下各国绿色可持续发展的最佳选择,在我国各行业能耗中,工业能耗位居榜首,其中半数以上转化为不同载体、不同温度的工业余热,若将这部分余热加以有效利用,提高工业经济效益。本文为研究换热器内颗粒流动特性,建立多区域型换热器,利用离散元法建立换热器数值计算模型,并通过实验对比证明其准确性。对多区域型换热器内颗粒流动过程,通过多尺度结构统计规律,分析换热器内颗粒对换热管磨损位置、强度,以及颗粒团覆盖面积、停留时间、力链结构变化、接触力、力平衡状态以及颗粒绕流换热器剪切层位置及临界阻塞状态及其影响因素。系统研究了钒颗粒物性参数（颗粒与颗粒静摩擦系数、颗粒粒径）和换热器运行及结构参数（卸料速度、内换热器横管直径、换热器间距）对颗粒流动特性的影响,得出以下结论:（1）换热器内颗粒流动在换热管附近分为近壁面区和中心束流区。换热管间中心束流区域颗粒流动均匀性优于换热器管壁区域;颗粒在近边界层形成边界层区域,此时的颗粒流动会产生明显的“壁效应”即部分颗粒会在此区域形成挂壁,部分颗粒附着在壁面上,壁面附近大约4-6倍的颗粒粒径范围内,受到强烈扰动。合理分布的管间距下,各分区MFI值均为大于0.3,换热管中心束流区颗粒流平均MFI值为0.867,颗粒流动为整体流。颗粒流会受到换热器的扰流,换热管径向方向影响范围约为8-10倍粒径,颗粒在此影响区域转动势能占比达到85%以上,脱离区域后迅速降低。换热管上方约15倍粒径范围内颗粒流速减小,在换热器圆管上方会形成堆积“死料区”,同时堆积颗粒在换热管下方形成“空穴区”。（2）颗粒流动模式行为的转变很大程度上是随着颗粒间力链结构的变化而变化的。随着颗粒间的摩擦系数的增大,力链体系更加密实,同时力链强度增加,6-8个颗粒的力链长度数量明显相比低摩擦系数的高。同时力链方向在中心流动区45°方向逐渐向水平的力链数量增加,颗粒流更容易出现拱结构;粒径的增大,长力链（大于6）出现数目由76降低到34,降幅达到42%,内换热器间及换热器壁面间不容易形成拱形强力链,速度波动幅度逐渐增大;粒径越大颗粒团在换热器管壁的平均停留时间由2.15s降低到1.73s,降幅达到20%,颗粒和换热器管的换热时间缩短;卸料速度越快近管壁区空隙率由0.832降低到0.762,降幅12%,颗粒体系更松散,越不容易形成拱结构。（3）流速对颗粒流型和稳定性,力链结构无明显影响。当控制流速由2 mm/s增大至10 mm/s时颗粒竖直方向速度脉动标准偏差逐渐增大,速度脉动频率由0.08-0.13KHz增大至0.09-0.15KHz,颗粒速度脉动越剧烈。随着换热器圆管直径的增加,圆管影响范围扩大,颗粒流动均匀性小幅降低,换热器内强力链方向无明显变化。颗粒间接触力和平均接触力比值的概率密度分布无明显差异。换热器管径越大,换热器圆管下方空穴区域,换热器圆管迎流面的堆积颗粒区域以及覆盖面积明显变大,颗粒流动在中心区域的回流呈塌落更明显,更加容易引发新的速度波传递,使得颗粒脉动越剧烈。无量纲值N取值在0.25-0.5附近时会有较大的概率发生堵塞现象,保持在管径1.5-2.0倍间距时颗粒流动相对容易达到稳态,且堵塞可能性大大降低,并且对换热器磨损量相对较小。（4）换热器磨损位置几乎不受到物料特性（粒径、摩擦系数、运动速度等）,相同颗粒粒径情况下,随着换热器间距值和管径的比值的变大其磨损位置-45°～45°逐渐缩小到-20°～20°,且磨损强度逐渐减弱,管内流动均匀性得到较大提高。颗粒粒径越大对换热器管壁造成的磨损更加严重,换热器管壁迎流面由于存“死料”堆积区域,其磨损强度非常弱,而在换热器管壁两侧位置受剪切带作用颗粒对此位置的磨损效果严重。