气固离心分离与排气一体机(简称一体机)是以解决小颗粒分离问题的分离装置,其核心思想是将离心叶轮内置旋风分离器中,利用离心叶轮旋转产生的强大离心力对颗粒进行分离,自从被提出以来已有多届师兄对其进行了相关实验、理论分析和数值计算的研究工作。本文主要是利用CFD数值计算的手段,探索如何降低一体机的压降问题,全文可以得出以下结论:(1)采取RSM模型可以有效模拟旋风分离器的平均流场和压降,但会在一定程度上低估湍流脉动,进而会过高估计小颗粒的分离效率,但是其计算的较大颗粒的分析效率与实验值符合较好。采取Muschelknautz模型计算的分离效率具备一定准确性,在粒径较大时符合较好,而粒径较小时会低估其分离效率。(2)在同筒径和同流量的情况下,一体机相对于旋风分离器,流场特征没有发生明显变化,切向速度分布符合“组合兰金涡”特点,但切向速度增幅明显,分离效率也远大于旋风分离器。随着切向速度的增加,一体机的压降也显著增加,并且不能实现离心叶轮使一体机整机全压得到提升的设计初衷。(3)通过布置静止导叶的减阻方式,相对于直筒段的延长而言,前者减阻效果更加明显,同时没有较大地影响到切割粒径,而后者随着直筒段长度的延伸,切割粒径增加较大。但是对于较大颗粒的分离而言,延长直筒段长度的方式对此几乎没有影响,而加入静止导叶后则有明显降幅。在布置静止导叶后,一体机的湍流脉动得到了削弱,并有益于小颗粒的分离。