气固流化床由于热质传递速率快、相间混合接触好,广泛应用于聚乙烯生产中,同时在其它诸如生物技术、医药生产和环保工业等新兴领域也有所应用。其中许多工业过程都涉及从流化床侧壁引入固体物料,且加入的颗粒常与主体床料在尺寸和/或密度上存在差异,从而形成多分散流化颗粒体系。其中,倾向于浮动到床层顶部的颗粒为上浮相颗粒,易于积聚至床层底部的颗粒称为下沉相颗粒。多分散颗粒在流化床中的混合与离析对主体床料流动、传递和反应造成显著影响。例如,在气相法流化床聚乙烯工艺和利用器内反应氛围差异化生产高端产品的气液法流化床聚乙烯工艺中,催化剂细颗粒由流化床反应器侧壁喷入。细颗粒的注入分散及与主体颗粒的混合影响着流化床反应器的流体力学行为和热质传递特性。当有液体引入时,颗粒间相互作用就变得更为复杂。因此,研究细颗粒注入及其在流化床内的传递特性对于流化床反应器的操作优化和放大设计具有重要意义。本文以气固、喷液气固流化床为主要研究对象,选取多分散颗粒的典型体系即二元颗粒体系,通过冷模实验和计算流体力学（CFD）模拟,对二元颗粒在流化床内的混合与离析特性、侧壁颗粒注入行为及其与主体颗粒流间的相互作用、耦合颗粒注入的喷液流化床内液体喷射与分布规律进行研究。论文的主要研究内容及成果如下:1.以包含二元颗粒体系的单气泡流化床为对象,建立了耦合离散元碰撞的稠密离散相模拟方法以及颗粒混合行为的实验检测方法,计算得到不同条件下尾涡与乳化相间的颗粒交换系数,即单位尾涡体积内尾涡与乳化相间交换颗粒的体积流量。发现上浮相颗粒的尾涡交换系数总是略大于下沉相颗粒,尾涡选择性地促进了上浮相颗粒间混合。尾涡卷吸乳化相颗粒上升时,更倾向于携带上浮相颗粒。2.采用欧拉-欧拉多流体模型,对气固流化床中固相颗粒从侧壁注入的扩散行为及其与主体床料的混合进行了模拟。揭示了不同注入位置、注入速度和注入模式条件下上浮相颗粒分散及其与主体颗粒混合的规律。结果表明注入少量上浮相颗粒（注入量为主体颗粒量的5%-15%）条件下,主体颗粒运动及分布规律基本不变,而上浮相颗粒流场呈现出一组旋转方向相反的颗粒循环,即单循环流动模式,上浮相颗粒在流化床中心区域上升而在近壁区下降。在流化床上层主体颗粒循环上部低速注入上浮相颗粒,流化床内气泡的平均直径较小。上浮相颗粒高速注入时,能够快速扩散至全床分布稳定;降低注入速度可以改善注入过程中上浮相颗粒与主体颗粒的混合均匀度。3.建立包含液体蒸发项的多流体模型对耦合侧壁颗粒注入的喷液流化床进行了模拟,模型考虑了气液固各相间的热质传递。研究了颗粒注入与液体喷射行为以及对颗粒流动模式和气泡特征的影响。发现持续喷液后,主体颗粒与上浮相颗粒均呈单循环流动模式,除喷液点所在侧上方颗粒沿壁面下降,整体上颗粒沿两侧壁面上升,而在流化床中心区域下降。不同注入条件对上浮相颗粒分布影响较大。上浮相颗粒间歇注入时,会在流化床内对侧壁面形成高浓区,液体注入则诱导该侧壁面附近的高浓区范围扩大。连续注入上浮相颗粒,若液体喷射与颗粒注入点分别位于对侧壁面,上浮相颗粒分布呈现明显的居中趋向;若两注入点位于同侧壁面,则会造成流化停滞。调控液体注入点位置接近颗粒注入点有助于增大液体喷射深度。持续喷液能有效建立差异化的温度区域,提升喷液高度可以扩展低温区范围,并产生更多低温核心。