本文采用PIV实验和FUJENT数值模拟两种方法,研究环流式旋风除尘器内的流场和湍流特性,为抑制除尘器内流体湍动和内构件优化提供理论依据。本文主要研究工作如下:采用先进的粒子图像测速技术(PIV),测量环流式旋风除尘器的二维瞬时速度场,计算湍流强度等湍流特征系数;利用FLUENT前处理软件GAMBIT画出环流式旋风除尘器的模拟模型,根据环流式旋风除尘器自身结构特点和器内流体流动情况,划出质量较高的六面体网格;使用FUJENT提供的Reynolds应力模型(RSM)对环流式旋风除尘器内的流场进行数值模拟。PIV实验结果表明:切向速度在分离区内大致呈M型分布,在r/R=0.35左右出现最大值,锥体内切向速度在r/R=0.2-4).3处达到最大值;环隙上部截面切向速度8m/s高于其它区域的速度(2.5m/s~4.5m/s)。轴向速度在内筒及环隙内基本呈轴对称分布,其最大值(11m/s)在轴心附近,沿径向向外逐渐减小。轴向速度在锥体壁面附近先出现负值,然后略有增加。湍流度在除尘器不同截面上呈倒U型分布,具有较好的轴对称性,且变化相对平稳,基本不随轴向高度的改变而变化。FuJENT模拟结果表明:静压和总压呈V型分布,有较好的轴对称性,在中心涡核处较低。静压在旋风分离器排气管的下端中心处最低。环流式旋风除尘器特殊的流路设计,避免了内外旋涡的相互干扰,增强了旋转速度,规整了流形,消除了旋风除尘器易产生的短路流和二次返混,但在直筒段与锥体的连接处气流湍动剧烈,入口处流型紊乱,除尘器内还存在少量纵向旋涡,这些旋涡直接影响除尘器性能。将RSM得到的速度预测值与PIV实验结果进行比较,二者基本吻合,说明RSM能够准确地预测旋风分离器内的强旋流。