旋风分离器作为一种气固两相分离设备,在石油、化工、冶金、环保等许多领域中起着重要的作用,深入研究其内部的流场分布具有重要的意义。　　 本文首先根据文献确定了适合模拟旋风分离器的湍流模型和计算方法,并详细介绍了各向异性的RSM模型、传统交错网格系统下的SIMPLE算法和具有三阶精度的QUICK差分格式。通过数值模拟计算得到了旋风分离器内部的气相速度分布、压力分布和各种二次涡流。并采用随机轨道模型计算了颗粒的浓度分布、颗粒的运动轨迹和分离效率。由于灰斗顶部也存在着“顶灰环”,并且受内旋流的影响,颗粒即使进入灰斗内也极有可能重又被吸入分离空间。研究表明,颗粒在灰斗上部空间的浓度分布和被内旋流带走的颗粒粒径的大小大致表现出以下规律:(1)小粒径颗粒离灰斗中心较近,很容易被内旋流带走,大粒径颗粒离灰斗中心较远,不易被带走:(2)灰斗顶部1～3μm颗粒离灰斗中心很近,极易被内旋流带走:4～6μm颗粒虽离灰斗中心稍远,但被内旋流带走的可能性较大:7μm以上粒径颗粒受内旋流的影响较小,不易被带走。　　 其次,旋风分离器环形空间内存在着“顶灰环”和“短路流”,降低了旋风分离器的分离效率,为了提高分离器分离性能,本文设计了加挡板蜗壳,并通过数值模拟分析了加挡板蜗壳的旋风分离器的流场和分离效率。　　 最后,对加挡板蜗壳的旋风分离器的压降和分离效率进行了实验测定,证明了加挡板蜗壳的旋风分离器在基本不改变压降的情况下,提高了分离效率。