散货物料的装船技术发展到现在已经达到了一个相当高的水平,而卸船技术比装船困难,其最高效率只有装船技术的1/4左右。垂直螺旋输送机以其独特的优势而被广泛应用于散体物料输送领域,目前国内外学者主要使用离散元理论的方法对垂直螺旋输送机内的输送情况进行研究,但是由于离散元理论方法的局限性,很难对粒径小且数量庞大的颗粒在流场中的运动进行分析。本文在流体力学理论的基础上,利用欧拉双流体模型,对垂直螺旋输送机内的气固流动规律进行了研究,主要工作及成果如下:(1)利用散体力学理论,对垂直螺旋输送机内物料的应力分布进行分析,建立了物料颗粒在稳定运动状态下的力学模型,应用物料在垂直螺旋输送机内的圆周速度沿径向变化的假设,通过分析得到了颗粒的运动方程。(2)采用欧拉双流体模型,利用Fluent软件对单转速下垂直螺旋输送机的输送过程进行数值模拟,分析了颗粒在垂直螺旋输送机内的流动规律。研究结果表明,颗粒在单个螺距内呈现V形分布,且在垂直螺旋输送机内呈现正态堆积。在进口处,有一定负压的存在,在输送的过程中会产生一定的吸力作用,不易造成堵塞。颗粒的轴向速度在靠近管壁处速度减小,而颗粒总速度却在此处达到最大值,并利用颗粒角速度和颗粒拟温度的分布特征分析得到了螺旋叶片外侧造成的磨损严重的原因。(3)在对单转速颗粒输送规律研究的基础上,进一步对不同转速下,垂直螺旋输送机内气固两相流动规律进行研究。研究结果表明,随着螺旋转速的增大,颗粒的轴向速度增大,但是输送过程变得越来越不稳定,同时颗粒在流场中的分布逐渐变得均匀,并且混合程度更好,但是颗粒填充率,轴向力,总力矩以及功率却随着螺旋转速的增大而有所减小。(4)根据模拟工况搭建了一套垂直螺旋输送实验装置,确定了实验装置的测试参数,并根据实验目的设计了相应的实验方案,对影响垂直螺旋输送性能的因素进行研究,并将实验结果与模拟结果进行了比较。研究发现物料填充率随进料量的增大而增大,但其增幅先增大后减小。螺旋轴扭矩随进料量的增大而增大,其增幅亦逐渐增大。物料整体轴向速度随着螺旋转速的增大而增大,与模拟值较为吻合,但是实验得到的颗粒填充率和模拟值得误差较大,并分析了误差产生的原因。本文通过对垂直螺旋输送机的输送过程气固两相流动进行数值模拟和实验研究,得到了输送机内部流场的流动情况,为新型垂直螺旋输送机的研究设计提供了理论依据和设计准则。