PV型旋风分离器已在全国石油催化裂化等高温工业过程中得到了广泛应用,取得了良好的经济效益与社会效益。随着国家节能减排行动的持续推进,对旋风分离器技术也提出了“效率更高、压降更低”的要求。本论文采用数值模拟与实验的方法,考察了进气口和排气管的结构改进对PV型旋风分离器效率与压降的影响,为PV型旋风分离器的减阻提效设计提供基础研究支持。论文的研究内容和结论如下:PV型旋风分离器的进气口形状为矩形,存在入口气速分布不均的问题,容易加剧顶灰环、短路流等现象,影响分离效率。论文针对该问题分别研究了入口增设导流板、改变入口形状的方案。针对旋风分离器排气管内的湍流损失较大的问题,考察了加排气管中置物占据排气管中心湍流区以减阻的方案。入口处加导流板能增大分离器内外旋流的切向速度,使颗粒受到的离心力变大,提高分离效率;径向速度减小,从而减少短路流现象;但同时分离器的压降也会升高。在导流板与分离器入口之间开缝、将导流板外扩有助于缓解分离器内回旋气流撞击进气口壁面,从而减少压力损失:导流板高度随入口向里递减的设计有助于一部分气体从导流板与顶板之间的缝隙直接进入环形空间,减少顶板下方的二次环流,减少顶灰环,从而增大分离效率。与传统的矩形入口的旋风分离器相比,采用半梯形进气口能够降低传统旋风分离器进气口截面上的气速分布的差异,及其带来的流量分布不均的问题;并且半梯形口有助于提高流场内的切向速度,可增加颗粒受到的离心力;同时有利于延长自然旋风长,减小颗粒在膨胀仓和料腿位置的返混,提高分离效率。排气管中加入圆柱形中置物能够降低分离器的压降,但效率也有一定程度的降低。随着中置物插深的增加,切向速度呈现先降低后升高的变化趋势,因而中置物插入较浅时效果不佳。分离效率和压降随着中置物插深增加先降低后升高。这是因为当中置物插入深度较大时,分离空间流场的稳定性增强,分离空间的切向速度峰值升高,中置物起到了“稳涡”的作用。但用中置物占据排气管中心后,排气管内的切向速度峰值也变大,湍流损失并未得到显著改善,因而降阻效果不明显。