煤粉锅炉一次风管内的流场参数准确测量直接影响到锅炉的高效清洁经济运行。声学法测量输煤粉管道内气固两相流场参数具有准确、可靠、快速、非入侵式、在线测量等优点。本文的模拟研究工作分为两个部分,基于FLUENT-EDEM对管道内稀相煤粉气力输送的数值模拟和超声波在稀相空气-煤粉两相流介质中的传播特性研究。为研发构建基于超声法的实验室在线规模测量平台和进一步的工程应用提供理论指导。为准确探究输粉管内稀相空气-煤粉颗粒的气力输送流场特性,从而得到实验平台尺寸设计参数合理范围。通过CFD和DEM耦合从而给出更为贴近现实流体流动和颗粒接触特性,并基于修正的CFD-DEM耦合模型研究输(煤)粉管内稀相气力输送的流场变化规律。研究表明:空气-煤粉混合气固两相流体通过弯管道时,产生的迪恩涡现象、颗粒绳结果以及颗粒碰撞导致管壁磨损等与流场参数有关,包括输粉管内空气流的速度大小、输粉管内煤粉颗粒的质量流量大小和管道设计弯径比等参数。为建立科学的、全面的超声机理模型用于采集超声信号反演得到流场参数,针对火力发电厂内燃煤锅炉的输煤粉管道中的含低浓度煤粉颗粒和空气的气固两相流介质,基于描述超声波在两相介质传播的Coupled-phase模型,修正并建立了输粉管内稀相气力输送混合流体中声衰减系数和声速预测的计算公式,并着重讨论了不同物性参数(包括超声波频率、两相密度、颗粒粒径、颗粒体积浓度和颗粒粒径分布形式等)对超声波传播的影响。研究表明:当超声波在燃煤锅炉的输煤粉管道中的含低浓度煤粉颗粒和空气的气固两相流介质中传播时,超声波能量会发生衰减,超声波的速度也会发生变化,而影响其变化趋势的主要因素包括超声波的频率变化,管道内煤粉颗粒的密度,管道内空气的密度,管道内煤粉颗粒的浓度以及管道内煤粉颗粒群的粒径分布形式等。