循环流化床具有高传质传热效率、低污染物排放的特点，被广泛应用于化工生产过程中。其中由阀门和立管组成的排料系统作为循环流化床装置中的核心部件，具有维持系统压力平衡、调节颗粒流量的作用。最广泛使用的排料阀为U型排料阀，具有操作灵活可靠、稳定性好、结构简单的特点。但不当操作仍会造成窜气、结焦等问题，故需对U阀内的流动进行研究。现有实验研究对多种影响因素的考察并不充分，无法直观获得气固流动状态，难以实现对流动规律的清晰认识。而模拟研究多采用传统曳力模型，缺乏对U阀内颗粒流动的可靠定量。立管作为运输颗粒和维持料封的部件，操作不当会造成输送效率低下、运行不稳定的问题。实验考察负压差状态下立管流动难以获得内部颗粒流动细节，而常用的CFD-DEM方法计算复杂且资源消耗大，导致计算规模受限。 针对以上问题，本文首先拓展结构曳力模型至U阀模拟计算中，定量验证了模型的准确性，考察了操作条件、几何尺寸和颗粒物性对U阀内气固流率、固含率分布和速度分布等特性的影响，并根据计算结果提出经验关联式预测颗粒流率。最后，针对负压差状态下的立管流动，提出分段当量重力模型并耦合至DEM中，简化两相流为单相流进行计算，考察了立管内的颗粒流动情况。本文主要研究成果如下： (1)通过研究操作条件对U阀流动的影响，发现固定供料室充气量，调节排料室充气量时，颗粒流率大且立管窜气少，调节更为有效。调节排料室和供料室充气量时，存在不同的影响机制，立管及连接处的固含率随充气量变化呈现相反的趋势。调节出口压力同样可以实现对颗粒流率的线性调节，且出口压力越小，排料室充气量对颗粒流率的调控作用越显著。出口压力变化会导致立管气体流动方向发生转变。随初始存料高度增加，颗粒流率先缓慢增加后迅速增加。初始存料高度过低时，立管内存料压降不足以克服出口负压，窜气严重，流动不稳定，排料室固含率随高度变化更敏感。随颗粒流率增加，U阀内气固流动加剧，但流动缓慢区变化不大。 (2)在几何尺寸对U阀流动的影响方面，随通道高度增加，排料室流向供料室气体量增加，颗粒流率减小，排料室高速流动区高度与通道高度接近。随着通道长度增加，阻力增大，立管气体流动方向由向上转变为向下，缓慢流动区域增加。随溢流堰高度降低，颗粒流率增加。溢流堰高度较低时，颗粒流动占主导，气体沿斜管流出U阀，而溢流堰高度较高时，流动阻力占主导，气体更倾向于沿立管流出。通道高度和长度对U阀固含率分布影响不大，而溢流堰高度对固含率影响显著。 (3)考察颗粒物性对U阀流动的影响，发现随粒径增加，颗粒流率增加，立管和斜管气体流量增加。随密度增加，颗粒流率增加，立管气体流动方向由向上转变为向下。U阀固含率随粒径增加而减小，随颗粒密度增加而增大。随密度增加，颗粒沿供料室近通道侧下流，沿排料室远离通道侧上流，溢流堰上方颗粒增多且流动加剧。 (4)根据散料力学理论和力学分析提出分段当量重力模型，可以在保证准确性的前提下用DEM方法实现负压差立管移动床流动的计算。立管中间区域的空隙率受负压差影响不大，在立管顶部和底部，空隙率随着负压差的增加而增加。径向空隙率分布基本不受孔径、负压差和轴向位置影响，空隙率最小值出现在在靠近壁面处，呈现“环-核”分布。立管中间的速度分布均匀，边壁颗粒速度较小，孔口附近的高速拱形区域高度与“死区”接近。