湍动流态化是介于鼓泡流态化与快速流态化之间的一种过渡流型。湍动床的一个重要特征,是密相段与稀相段之间的过渡段在床层中所占比例很大,在反应器中起着至关重要的作用,同时过渡段中固含率沿轴向和径向的分布都极不均匀,其规律还未得到清楚认识。本论文针对湍动床过渡段的流体力学展开实验与CFD模拟研究,主要包括以下几方面内容：1.湍动床光纤测量信号的校正与数据处理：在比较多种测量方法的基础上选择光纤测量方法同时测定固含率与颗粒速度。对颗粒浓度与速度信号分别进行标定与校正,获得浓度标定曲线并给出阈值剔除法作为速度信号的校正措施。发展出一种新的颗粒时均速度互相关测量法,适用于湍动流型下的颗粒时均速度测量。2.湍动床过渡段固含率分布及影响规律：对湍动床过渡段固含率分布和脉动参数的测量表明,床中固含率的轴向分布呈现S型或指数型。固含率轴向与径向分布都在过渡段内出现最大梯度,表明该处分布最为不均匀。表观气速和静床高的变化将导致S型和指数型分布的相互转变,并且对过渡段底部与壁面附近影响最大。概率密度分布表明,在静床高较小时,床层下部呈现气含率的双峰型分布。提出一个修正的三段曳力模型来考虑颗粒团聚的影响,能较好地模拟过渡段的固含率分布。3.湍动床过渡段颗粒速度分布特征及影响规律：根据颗粒速度分布将湍动床在轴向上分成6个区域。结合模拟结果,讨论了上部出口减速区与下部过渡段减速区的产生机理与变化规律。上部减速区由扩大段导致,下部减速区则是固含率分布与气速分布共同作用的结果。随着流化段高度减小,上部减速区下降,相邻的充分发展区与加速区缩短乃至消失；下部减速区的位置随静床高的增加而升高,随表观气速的增大而下移。4.环隙式湍动床过渡段中的颗粒分布规律：对湍动床(TFB)与加入立管形成的环隙式湍动床(A-TFB)的测量表明,两者固含率轴向分布随表观气速与静床高的变化规律相似,但A-TFB过渡段更短。固含率轴向分布、概率密度分布与能谱分布均表明,低气速下立管对气固相湍动具有阻碍作用,使得A-TFB下部流型更趋近鼓泡状态,而高气速下则促进湍动,使流型向快速流态化接近。低气速下以及下部密相段内,A-TFB呈现出与TFB类似的单峰型固含率与速度径向分布；高气速下以及在过渡段和稀相段内,A-TFB则呈现出双峰分布特征,表明立管的加入破坏了原有的环-核结构,改善了颗粒速度与固含率分布。