科技的不断发展以及人们对环境问题的愈加重视,使得对于广泛应用于工业生产过程中的气固分离装置的性能要求也愈来愈苛刻。分离装置不仅需要满足低阻高效的要求,而且需要能够灵活应用于实际的具体工况中。本文提出一种新型轴向旋流分离器,既可用于初级除尘,分离含尘气流中的粉尘;亦可在不影响原有管道情况下用于实现生产物料的就地分离、回收利用;满足低能耗,高分离效率,易融于现有管道等要求。本论文结合数值模拟与实验方法对新型轴向旋流分离器各个结构进行设计及优化,并研究其分离性能。相关研究如下:(1)采用正交设计实验法探究新型轴向旋流分离器的叶片螺距、轴径和上部集尘室高度对阻力损失及分离效率的影响主次;并结合以上结果进一步采用响应曲面法对该3因素进行初始结构设计,输出最优水平组合;(2)考察叶片厚度、下部集尘室长度、排气管直径和排气管插入深度对新型分离器性能的影响,并对其进行优化,确定新型分离器最终模型;用数值模拟方法对最终模型进行分离性能研究,发现:排气管深入集尘室端可以明显提高小粒径的分离效率;最终分离器模型的理论分割粒径可低至1μm;(3)将新型分离器最终模型与旋风分离器进行性能比较,得出且两者理论分割粒径相近时,新型分离器的阻力损失仅为旋风分离器的24.63%;两者阻力损失相近时,新型分离器的理论分割粒径小于旋风分离器,即新型分离器具有阻力小,分割粒径小等优点;(4)制作新型分离器最终模型试验件,进行实验研究,考察其实际分离性能,阻力特性实验得出CFD值与实验值平均相对误差仅为3.94%,验证了数值模拟计算结果的准确性;分离效率实验得出新型分离器对2000目(6μm)粒径的颗粒物也能达到较好的分离效果。