旋风分离器是一种广泛应用于石油、发电、化工、建材、冶金、食品、环保等行业的气固分离设备,但关于温度、压力、浓度这些重要参数对旋风分离器内气固分离过程和分离性能的影响,至今仍没有深入而清晰的认识。本文通过数值模拟的方法,基本完成了主要操作参数(温度、压力、入口浓度)对旋风分离器内部气固过程及分离性能影响规律的归纳,为最终建立旋风分离器“机理型分离模型”奠定了基础,取得的主要成果和结论如下:　　(1)通过大量数值模拟与相关实验的对比,确定了将旋风分离器内气固两相流动划分为稀相和密相流动所需的入口颗粒体积分率分界点的数值。稀相条件下宜用颗粒随机轨道模型进行模拟,而且明确了应采用部分滑移边界条件。对于密相条件则宜用双流体模型,但必须根据旋风分离器内颗粒体积分率在空间的分布形态,分别采用不同的曳力模型计算气固两相之间的作用,并且考虑到颗粒团聚作用而采用当量直径。　　(2)得到了不同温度、压力与入口浓度条件下旋风分离器内气相流场的变化规律,完整的提出了不同工况下分离空间内最关键的切向速度的量化计算方法,而且还提出了与气固分离有密切关系的相关轴向与径向速度分量的计算方法,它们包含了全部主要影响因素,从而形成了一套具有很好普适性的气相流场计算方法,为建立新的分离机理模型提供了条件,奠定了基础。　　(3)获得了不同温度,压力和入口浓度下旋风分离器的压降变化规律,提出了包含主要结构参数和操作参数在内的旋风分离器的新的压降计算公式,与国内外文献的研究结果相比,它有更好的准确度和更强的普适性,工程应用也较为方便。将旋风分离器内压降沿程分为入口能量损失,气流与器壁摩擦损失,器内旋流损失,出口能量损失和升气管内耗散损失五部分,详细分析了沿程各部分压力损失随温度,压力和入口浓度的变化规律,从而为旋风分离器的节能降阻和设计应用提供理论指导。　　(4)得到了不同温度、压力和入口浓度下旋风分离器内颗粒浓度的分布规律。旋风分离器颗粒浓度分布沿径向与轴向上具有“分区分段”的特点,轴向沿排尘口向上,可分为排尘口返混区,二次分离区和升气管下口短路流区。在径向上则可分为内旋上行流区,外旋上行流区和外旋下行流区。给出了各区分界点随温度,压力和入口浓度变化的计算公式。据此提出了“两次分离”的新观点——入口颗粒群经过环形空间及下行流的一次分离,其中的细粒部分从升气管下口短路流区直接逃逸:排尘口返气的细粒返混则形成“次级粉源”;在上行流中经二次分离,到达升气管下口形成返混带出。直接为建立新的机理性分离模型奠定了基础。