旋风分离器是一种结构简单、高效的分离设备,在能源、化工、冶金、环保等许多领域有着广泛的应用。深入研究旋风分离器的内部流场以及分离性能的影响因素,对改善和提高旋风分离器的性能有着重要的意义。本文基于Fluent软件对旋风分离器中气固两相流场进行数值模拟并得出了相关结论。首先,我们采用大涡模型(LES)对气相流场进行了模拟计算。结果显示：分离器内主流是双层旋流,且内部中心涡核的轴线是一条摆动的曲线,并在椎体段处停止。通过进一步分析,我们还得到了速度分布和压力分布的规律。接下来我们采用拉格朗日坐标系下的相间耦合的DPM模型对气固两相流场进行模拟,考察了操作参数和结构参数对分离性能的影响。计算结果表明：同粒径颗粒在不同位置或不同粒径颗粒在同一位置运动轨迹各不相同；增大入口速度有利于分离效率的提高,但同时增大了压降；增大颗粒浓度可以提高分离效率；升气管插入深度增大,压降会稍微减小,分离效率会升高；升气管的直径增大,总压降是逐渐减小的,分离效率是先减小后增大；排尘口直径几乎不会影响压降,总分离效率会随排尘口直径的增大而先增大后减小；排尘口与灰斗之间接一段圆筒,能够有效提高分离器的分离性能,且压降值不受影响。由此可见,数值模拟方法对旋风分离器的实验研究、结构设计与性能优化具有重要的指导意义。