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针对凉水塔的外形尺寸及压降要求,根据旋风分离器尺寸分类优化设计方法,本文设计了一种带切向进口的轴流式旋流器。本研究首先采用实验研究的方法,测试了不同操作条件和结构参数下旋流器的分离效率和压降,得出最优的操作条件和结构参数。推导了最小分离功的计算公式,计算出质量浓度为15g/m3时,该旋风分离器的能量利用率为53.6%。采用雷诺应力模型模拟了旋流器内部的气相流场,得出了旋流器内速度分布和压力分布,通过对切向速度进行拟合,计算出了切向速度指数,发现该指数与轴向位置的关系较大,有别于切向旋风分离器。采用离散相模型对分散相液滴进行了数值模拟,得出了颗粒的运动轨迹及旋风分离器的分离效率。最后,将数值模拟结果与实验结果进行比较分析,结果吻合较好。本文分析了操作条件和结构参数对分离性能的影响,为生产实践提供了宝贵的理论依据。