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液固两相流换热器广泛应用于化工、海水淡化等工业领域,固体颗粒通过增强管内流体扰动,具有高效的强化传热特性。因此,探究液固两相间相互作用过程,对于进一步提高液固两相流换热设备工作效率具有重要意义。本文介绍了液固两相流技术发展现状以及存在的问题,针对液固两相流换热设备中立式换热管内液固两相流进行数值模拟,并得到了相应结论,对液固两相流换热器设计具有一定指导意义。论文主要包括以下内容:（1）通过与文献实验中颗粒速度对比,验证了CFD-DEM耦合方法的可靠性。为后续研究椭球形颗粒长径比β、颗粒进口体积浓度αin以及流体进口速度v对管内椭球形颗粒的运动和传热特性的影响,构建了75组不同工况。（2）对立式换热管内椭球形颗粒的分布特性（颗粒分布位置、质量流量、颗粒取向夹角）影响因素进行研究,模拟结果表明:液固两相间相互作用力能够显著影响颗粒在管内的分布规律。颗粒进口体积浓度越大,监测段内颗粒质量流量变化越小,颗粒在管内运动状态越稳定。长径比β=1.5椭球形颗粒在管内运动最剧烈,颗粒取向夹角概率曲线峰值最大,对应颗粒-流体间相互作用面积最大,相互作用力最大。（3）对立式换热管内长径比β=1.0、1.5、2.0、2.5、3.0五种颗粒的运动特性进行数值模拟,模拟结果表明:与β=1.0球形颗粒相比,β>1.0椭球形颗粒轴向和径向作用力波动程度更大。在自下而上运动过程中,管内颗粒平均速度先增大后减小,最后趋于动态稳定,长径比β=1.5椭球形颗粒平均速度波动最大;在管中心区域,β=1.5椭球形颗粒“跟随性”最差,β=1.0球形颗粒“跟随性”最好。同时,五种颗粒的浓度在近壁区域均容易富集增大,随着流体进口速度增大,颗粒在近壁区域的浓度变小;随着颗粒进口体积浓度增大,颗粒在近壁区域的浓度先增大,后趋于平稳。（4）研究了椭球形颗粒长径比β、颗粒进口体积浓度αin以及流体进口速度v对管内椭球形颗粒流场传热特性的影响,模拟结果表明:五种颗粒均能够显著增强流体径向速度波动,使管内流场速度核心区域发生径向迁移。五种颗粒也能够显著提高流场湍动能,长径比β=1.5椭球形颗粒对应的流场湍动能增幅最大。基于PEC指数综合评价颗粒强化传热能力,在1.5≤β≤2.5、2%≤αin≤4%、1.0m/s≤v≤1.5m/s参数范围内,椭球形颗粒PEC指数均大于球形颗粒,椭球形颗粒相比球形颗粒更具强化传热优势。