作为一种典型的反应器型式和常见的输运装置,移动床在各种过程工业中得到了广泛的应用。移动床中的颗粒物料处于紧密堆积、缓慢流动状态。由于其离散性以及颗粒之间的摩擦作用,外荷载在移动床中颗粒物料内部的分布呈现显著的空间非均匀性和各向异性。这使得在移动床卸料过程中可能会形成流动不均匀、流动不稳定,从而可能造成传递、反应以及力学特性异常。因此,研究移动床卸料过程中颗粒物料的流动特性,具有重要的理论意义和应用价值。本论文工作以中科院过程所正在研发放大的煤热解移动床反应器为背景,针对移动床卸料过程中的一些基础性问题,包括流型转变、颗粒速度波动等,通过开展离散单元法数值模拟与物理实验,展开了相关研究。论文主要研究结果如下:(1)移动床卸料流型。物理实验和数值模拟结果都表明,存在一临界出口尺寸,大于此尺寸时流动区特征宽度随出口尺寸的增大而急剧增大。随着床层高度的增加,卸料流型会由漏斗流流型过渡到半整体流流型,而发生流型转变的临界高度与测试方法有关:以卸料初期的流型结构为标准得到的临界床层高度,要大于基于卸料过程中发生流型转捩而得到的临界床层高度,说明移动床颗粒卸料特性与卸料历史密切相关。(2)颗粒速度波动。无论是半整体流流型还是漏斗流流型,流动区内颗粒速度都呈现显著的波动。傅里叶频谱分析结果表明,颗粒速度波动存在特征频率,说明该波动是非随机的。两参数相关性分析结果表明,颗粒速度波动与颗粒受力波动之间存在明显的相关性,且存在时间延迟;速度时间延迟相关性分析结果表明,速度波动源自于移动床底部。结合文献中相关报道,我们推测速度波动源自于移动床出口上方力链的不断形成与破坏。(3)内构件影响规律。对颗粒物料在含八字形内构件的平底移动床中的卸料行为模拟结果表明,存在最优的安装高度和翅片间距,使得移动床卸料速度显著大于无内构件条件下的卸料速度。安装内构件条件下,流动区特征宽度近似等于无内构件时流动区特征宽度与内构件在流动方向投影尺寸的加和。