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本文借助计算流体力学(CFD)的方法,采用结构化网格,对一种新型气固分离器的两种结构型式(基准型及切向开缝型)分别进行了数值模拟研究,获得了气相流场及颗粒浓度的详尽分布,系统考察了分离器的分离效率、压力损失随入口速度及分离器结构参数间的变化规律,为该分离器设计及操作优化提供了理论参考。 在计算过程中,将标准k-ε型、RNGk-ε型和雷诺应力输运模型分别应用于基准型分离器气相流场的模拟计算,通过对其三维流场计算结果与实测值的对比分析,确定了与实际情况符合较好的雷诺应力输运模型作为湍流模型;颗粒相的计算选用随机轨道模型;差分格式选用具有二阶精度的QUICK格式;对于数值方程组的求解选用SIMPLE算法。 模拟计算的结果表明:切向开缝型分离器与基准型分离器相比由于改善了中心管内的偏心流动情况,从而降低了压降损失,在开缝宽度很小时具有高于基准型的分离效率,但开缝宽度增大时会降低分离效率。若为追求分离效率而减小开缝宽度,在工业应用时会因加工和磨损问题而带来不便。本文结合气体流场和颗粒浓度的分布情况,通过改变中心排气管的开缝范围及位置、开缝条数、开缝宽度和开缝形状,优化了原型式分离器的关键结构尺寸,有效地提高了分离效率降低了压降,最终获得较为适合于工程应用的新结构。