本文研究的轴入式旋风分离器是一种典型的轴向入口式旋风分离器,这种旋风分离器能处理的风量是普通旋风分离器的三倍,并且气流分布均匀。这种旋风分离器具有体积小、效率高、处理空气流量大等特点。目前这类旋风分离器正以多管旋风分离器的形式应用于列车通风系统中,然而对这类分离器的研究却相当的少。因此,对这类旋风分离器进行数值模拟与试验研究具有广泛的意义。本文首先对气相流场进行了数值模拟,采用分区结构化网格的方法,对连续相采用雷诺应力湍流模型,对流项采用QUICK离散格式,压力——速度耦合方式采用SIMPLEC算法,压力离散格式采用压力插补格式。研究了轴入式旋风分离器内的流场、压力场。气相流场的计算结果表明,轴入式旋风分离器内的流场具有很好的对称性,同时具有一定的规律性:轴入式旋风分离器内主流是双层流,以零轴速包络面为界,外部是向下旋转的外旋流,内部是向上旋转的内旋流,且二者的旋转方向相同,这与普通旋风分离器的主流特性基本一致。然而,由于有导流叶片的存在,在主流上伴有的局部二次涡与普通旋风除尘器相比较少,并且流场的分布比普通旋风分离器更对称,更有规律性。通过改变轴入式旋风分离器的螺旋角度θ和叶边距h₁得到五个不同的数值模拟模型,通过计算五种模型在相同的入口速度条件下的速度场、压力场,分析了旋转角度和叶边距对分离器内部流场和压力场的影响。在连续相流场趋于稳定时,加入离散颗粒相,进行气粒两相流的数值计算,对气固两相流动采用单向耦合的方法,对颗粒运动模型采用随机轨道模型。气固两相流的计算结果表明:轴入式旋风分离器内颗粒运动极其复杂,分离效率与颗粒粒径有很大的关系。总体来说,颗粒粒径越大,分离效率越高。螺旋角θ和叶边距h₁对分离效率有明显的影响。总的来说,螺旋角度θ越小,分离效率越高。就本文简体高度的轴入式分离器而言,叶边距h₁越大,分离效率越低。最后,将典型模型的数值模拟结果与试验测试结果进行比较,从而验证了数值模拟计算结果的可靠性与准确性;同时通过对本文以上工作的总结,分析了几个影响分离器性能的主要尺寸因素,指出了五种不同模型的优虐,为生产实践提供了宝贵的理论依据。