天然气是一种高效、优质和洁净的能源,因此天然气工业是我国经济可持续发展的重要组成部分。近几年,常温分离工艺和低温分离工艺是常用的天然气分离技术,随着超音速旋流分离在天然气处理中工艺的应用和突破,改变了传统的低温分离工艺的成本高、效率低和运行费用较高的缺点。由于传统的天然气脱水技术存在着一些不足之处,研制出一种新型天然气处理设备——超音速旋流分液器。这种技术是集合热力学、流体力学和气体动力学理论为一体的一种新型气体除湿技术,并且综合了旋转分离技术和低温冷凝技术的优点。本文分析了超音速旋流分液器技术构造及基本工作原理,研究了可压缩气体在喷管中的流动规律,分析了截面变化和摩擦对管流的影响。应用计算流体动力学软件FLUENT,建立数学模型,确定边界条件,对超音速分离管的喷管和超音速翼段进行了模拟。通过模拟喷管低压小气量和高压小气量的两种工况,发现喷管出口气流稳定分布,无明显激波系进入整流段中,有利于后面的整流分离。在了解分离器的工作原理以及技术构造的基础上,针对高压小气量和低压小气量两种情况确定了分离器各部分的结构尺寸。在分析对分离器性能受到操作参数变化所造成的影响时,发现提高升压比重和旋流分离效率,控制激波的位置将成为今后的工作重点。