液-液循环流化床制取流体冰方法是一项全新的动态制冰技术，该方法基于流态化技术完全流动换热的特点，实现制冰过程中循环流动载冷液体与液滴的直接接触换热，具有较高的热力效率，以及所制取的颗粒流体冰具有易于输送、蓄冷密度大等特点，在冰蓄冷空调技术中的应用前景非常广阔。但是要实现新方法制取流体冰目的，需要解决流态化制冰过程中所涉及的液．液雾化，液滴的运动、碰撞与相变，循环流化床的流场与温度场分布以及制冰过程的冷量合理利用等问题。本文基于试验和数值模拟手段，对液一液循环流化床制冰过程所涉及的关键性问题进行了系统深入的研究，研究结果为新型制取流体冰方法的实现和系统运行具有重要的指导意义。本文主要由以下五部分组成。 建立了液-液雾化界面追踪模型，从液-液界面运动、变形和破碎的角度，对低温流动环境液体中射流液体(水)的高雷诺数射流雾化特性进行了研究，获得了射流发展和破碎的细节变化过程，再现了试验过程中出现的卫星液滴、串珠单液滴、不规则液团和长条形液柱等现象，模拟结果与试验观察到的现象非常一致；揭示了液．液雾化的结构和运行参数对射流形成、发展、破碎以及形成液滴过程的影响机理，并发现随射流液体流量的增大，形成液滴过程的射流破碎形状是由串珠单液滴向不规则液团转变，继而发展为长条形液柱形式，模拟结果所展示的规律性与试验结果相当吻合。 在所建立的液-液雾化试验台上，采用数字图像采集与处理方法得到了反映液-液雾化形成液滴过程的图像和射流长度与液滴粒径信息，对所得到的信息进行统计分析发现了射流特性对液滴粒径分布的影响机理，以及循环流化床运行参数影响形成液滴粒径分布的规律；通过Pearson X<2>拟和优度检验方法确定了液滴粒径分布的经验分布函数：Rosin-Rammler分布，并基于Rosin-Rammler分布的平均粒径和分布参数的变化规律揭示了流化床运行参数组合与液滴粒径分布之间的联系；另外，比较了常温和低温两种温度工况下液-液雾化特性，发现射流特性与液滴粒径分布与环境液体温度具有很强的相关性，并指出了两种环境液体温度下射流破碎形成液滴机理的差异。 为了充分掌握循环流化床内颗粒的沿程运动特性，基于流态化技术建立了液-液循环流化床制冰试验台，采用高分辨率数码CCD对循环流化床三个不同高度上的颗粒运动过程进行了快速摄像，通过逐帧分析CCD图像，获得不同高度上颗粒的粒径分布信息，定义了四种典型的颗粒运动特征：颗粒的分散、聚团、粘连和聚并，在此基础上揭示了颗粒运动特性的沿程变化规律，以及循环流化床运行参数及其组合对颗粒沿程运动特性的影响规律；发现颗粒在循环流化床1.0m以下高度内运动时具有普遍的聚团和聚并特征，并依据颗粒在循环流化床内的主要运动特征对运行参数区域组合进行划分，获得了颗粒运动特性的转变规律。 为了研究液-液循环流化床内液滴、冰颗粒与循环载冷液体之间的多相流动与传热机理，在欧拉-拉格朗日方法的基础上，建立了改进的颗粒轨道模型，模型能够解决相间动量、能量耦合，颗粒的相变及其相互作用以及颗粒的附加力影响，采用自编的C++程序专门处理颗粒的相变、附加力、传热模型及其与周围载冷液体的传热耦合过程，将其作为用户自定义函数加入Fluent的计算模型，对Fluent进行二次开发；在此基础上进行的数值模拟研究，获得了颗粒的终端速度，颗粒的相变状态、停留时间、浓度和速度分布，以及循环流化床的流场与温度场分布特征。 基于稳定流动系统的<火用>平衡方程与<火用>损失计算理论，建立了与液-液循环流化床的进出口参数相关的<火用>损失和<火用>效率计算模型，结合颗粒轨道模型，得到了不同的循环流化床运行参数条件下过程传热量和过程<火用>损失的变化规律，发现了循环流化床运行参数对制冰过程中冷量利用的“量”与“质”的影响规律，并从冷量合理利用的角度对制冰液-液循环流化床的运行参数的优化选取指明了方向。