液固流化床(Liquid-solid fluidized bed,LSFB)以其良好的搅拌、传热、传质等性能在石油、化工等领域得到广泛的应用。在实际生产中LSFB内的颗粒往往具有不同的尺寸和密度,这直接影响到颗粒的混合与分离等特性,从而影响LSFB质量以及动量传递效率,进而影响其工作性能,所以在LSFB的设计中,能更好的理解颗粒的混合与分离等特性具有极为重要的意义。首先,本文分别采用欧拉-欧拉双流体模型(Eulerian-Eulerian Two Fluid Model,TFM)和欧拉-拉格朗日粗颗粒模型(Eulerian-Lagrangian Multiphase Particle In Cell,MP-PIC)两种方法对LSFB内不同密度的颗粒流动进行数值模拟。研究表明:与Gidaspow、Wen-Yu曳力模型相比,考虑多组分流动的BVK曳力模型对LSFB内二元颗粒流动具有很好的适用性;通过平均床高以及颗粒分离指数定量分析发现轻颗粒的膨胀高度相对于重颗粒受入口速度的影响更显著;相比于MP-PIC方法,TFM的颗粒分离指数更小,二元颗粒的分离效果更明显。通过颗粒弥散系数和颗粒拟温度分析发现轻重颗粒的相互作用存在明显的差异,MP-PIC方法更能体现颗粒相互作用的局部差异。进一步地采用MP-PIC方法结合BVK曳力模型对Jean&Fan以玻璃球(GB)和活性炭(AC)为介质的粒径与密度均不同的二元颗粒层间反演进行数值模拟。研究发现:在层间反演过程中随着入口速度增加,GB颗粒的床高逐渐增加,AC颗粒的床高先增加后减小,两颗粒的床高差呈现出先减小后增加的趋势,此时,两颗粒呈现从分离到混合到分离;在层间反演速度,两颗粒的平均床高基本相等且两颗粒充分混合,但由分离指数发现即使在层间反演速度颗粒分离指数也远小于初始颗粒均匀混合时的分离指数。通过颗粒自身的重力对颗粒所受到的力进行去量纲处理发现当两种颗粒处于流化状态时颗粒在竖直方向上所受的总力(曳力、压力梯度力及碰撞接触力之和)与其自身重力相均衡;由于颗粒AC相对GB的粒径较大,GB颗粒主要受曳力的影响,AC主要受压力梯度力的影响,且随速度增加AC颗粒受压力梯度力影响逐渐减弱,受曳力的影响逐渐增强。通过对流体的湍动能以及湍动能耗散率分析发现颗粒的运动使得流体的湍动能与耗散率更大;颗粒拟温度受到颗粒混合程度的影响其变化趋势与颗粒分离指数相同。