本课题以热力设备的烟气余热回收利用为背景,根据气固两相快速热平衡的原理,设计并搭建了一套基于单级换热单元的颗粒帘气固流动特性实验系统,并在该实验系统上开展了包括气体变径均流装置均流特性以及气粒两相流动特性的实验研究工作。主要研究成果总结如下:(1)总结了热力设备烟气余热回收技术的发展现状,介绍了颗粒帘换热器的技术原理,设计了一套以现役典型1t/h工业锅炉的烟气余热回收为工程应用背景的颗粒帘气固流动特性实验系统。所设计的颗粒帘气固流动特性实验系统由换热单元本体、颗粒给料系统、颗粒收集系统、模拟烟气系统、气体变径均流装置、流动参数测量装置以及颗粒循环回送系统共七部分组成,最后根据此设计方案搭建了实验平台。(2)开展了颗粒帘换热器中气体变径均流装置均流特性的实验研究。根据颗粒帘气固流动特性实验系统的结构形式,设计了基于散装填料、规整填料及方形孔板组合而成的6种不同结构形式的气体变径均流装置,测得了各变径均流装置出口气流的纵向与横向分布及其流动阻力,通过引入相对均方根值σ量化了各变径均流装置出口气流分布的均匀程度,得到了满足实验精度要求的最佳气体变径均流装置结构方案,分析了气流速度对最佳变径均流装置均流效果的影响。(3)开展了颗粒帘换热器中气粒两相流动特性的实验研究。为揭示颗粒帘换热器中气粒两相间的动力学特性,实验研究了静止气流中自由下落颗粒帘的结构特性,并研究了在常温空气状态下不同进气速度、颗粒粒径、颗粒帘初始厚度、颗粒下落质量流量等因素对颗粒帘落点水平偏移量、颗粒帘沿程厚度及下落轮廓、颗粒帘后部气流速度分布、颗粒帘横截面平均空隙率分布的影响规律及形成机理,建立了相关数学预测模型并绘制了相关特性曲线图。本课题对颗粒帘换热器中气粒两相流动特性的研究成果为颗粒帘换热器的结构优化与气粒两相换热过程的研究奠定了理论与实践基础。