密相气力输送粉体系统的流型变化对流体的流动特性及参数检测具有重要的影响。为了更好地分析流体的流动特性对于传感器输出的影响,本文进行流体数值模拟仿真方法研究,为实现流场和静电场耦合奠定基础。本课题以密相气力输送过程为研究背景,以螺旋极板电容式相浓度传感器为研究对象,以有限元分析软件ANSYS和流体分析软件FLUENT为研究平台,以模拟仿真和实验验证为研究方法,对传感器进行优化和讨论。主要完成如下工作：(1)对密相气力输送中的基本概念和动力学理论进行了研究；应用FLUENT流体分析软件建立了气固两相湍动双流体模型,对流动过程进行仿真,分析了水平管道内浓度分布、速度分布；研究了不同工况下的密相气力输送的流动特点,并模拟实现了柱塞流和沙丘流型；(2)研究了螺旋极板电容式相浓度传感器优化设计的理论基础,即传感器的基本结构参数、测量原理以及静电场的有限单元法；应用ANSYS有限元仿真软件,建立了合理的螺旋极板电容式相浓度传感器三维有限元模型；采用电荷法计算极板上的电容；根据灵敏度定义计算电容敏感场的分布；(3)通过有限元仿真计算,分析了各个结构参数对径向均匀性和轴向均匀性的影响；对工业上常用的两种管道进行传感器优化设计,得到了均匀性较好的传感器结构；针对不同管径的管道,设计了不同的传感器模型,以满足工业需要；(4)模拟柱塞流流型,对优化后的传感器进行仿真验证；在实验室条件下,根据优化设计结果制作传感器；制作不同浓度的柱塞流模型,进行实验验证,实验结果与仿真计算结果相符,并且均匀性较好,可以满足密相气力输送的需要；