颗粒团聚是气固两相流动，特别是在稠密的流态化流动条件下产生的一种重要现象。与前人对该问题所采用的宏观尺度上的研究方法不同，本文直接并着重从团聚现象的核心问题——颗粒微观受力的角度出发，研究和揭示其物理机制。通过考察颗粒所受的内外部作用力及其对颗粒运动特性的综合影响，获得了由颗粒物性、流化气体物性和流动条件等因素共同决定的团聚判据，从而达到用微观研究方法探索宏观团聚现象规律的目的。 本文首先对稠密气固流场内的运动颗粒进行了全受力量级分析。结果表明影响颗粒团聚过程的主要有范德华力、碰撞力、流体曳力和重力等四种作用力。它们随粒径变化而变化的趋势有所不同，当四种作用力之间达到动态平衡时，即可对颗粒团的平均尺寸进行合理的预测。 其次，从颗粒流态化过程中微观受力的角度出发，揭示了体现颗粒宏观流化行为的Geldart分类背后的力学本质。通过建立粘附性颗粒流化时的力学平衡方程式，获得了A、C两类颗粒边界线的数学表达式，该表达式可用来合理地解释聚团流态化和流化特性的迁移现象。 为了从更微观、更本质的角度充分认识颗粒的碰撞规律和团聚机理，本文进一步从颗粒碰撞的微分形变过程来考察碰撞力和粘性力随形变位移和接触面半径的变化规律。根据碰撞过程中是否产生塑性形变和是否需要考虑粘性力对碰撞的影响，确定了四种类型的颗粒碰撞。在经典Hertz弹性接触理论和JKR粘弹性接触理论的基础上，本文从理论上将其推广应用至粘附性颗粒塑性碰撞的情形，并从能量的角度定义了能够更加合理反映碰撞规律的弹性回复系数。接着，分别从固体表面能和碰撞过程作用力做功两个角度出发，推导出碰撞导致颗粒团聚的定量判据数，为建立稠密气固两相流动中的微观碰撞和团聚机理与宏观现象之间的关系奠定了理论基础。 为考察包括颗粒的粒径、密度、弹性变形系数、Hamaker常数、表面能、屈服极限和碰撞初速度等众多因素对碰撞规律和团聚趋势的影响，本文采用“数值实验”方法，获得了碰撞力与范德华力的相互关系、碰撞弹性回复系数和团聚趋势随各参数的变化规律。 针对微细颗粒间微小碰撞力无法直接测量的困难，本文发展出一种基于PTV可视化技术的碰撞力间接测量新方法，同时检验了以上理论成果，并进一步开发了显微摄像和普通光片光源以适用于实际流化床内的碰撞规律研究。