作为重要的能源与原料,油气资源在开采及输送过程中,由于凝析及反凝析现象的存在,会导致水蒸气或部分酸性气体析出,形成液态的水、冰或天然气的固化水合物,增加管路压降,降低油气品质。旋流分离器作为重要的气液分离设备,广泛应用于石油化工、食品、造纸等诸多行业。由于轴流导叶式旋流分离器具有径向尺寸小、结构紧凑、分离效率高、压力损失小且流场稳定等优点,已成为当前研究的热点。因此,本文首先采用Fluent软件对轴流导叶式旋流分离器中的气相、颗粒相进行模拟研究,将气相当作连续介质,采用雷诺应力模型(RSM),颗粒相采用离散相模型(DPM),采用拉格朗日坐标系下的颗粒随机轨道模型,并考虑液滴破碎、碰撞情况,对轴流导叶式旋流分离器内部的速度场、压力场和液滴的运动轨迹进行了模拟计算和分析。其次,分析了分离塔体内布置一组(3个)轴流导叶式旋流分离器时的速度场、压力场、压力组成情况以及探讨各单管之间的进气不均匀性,发现,单管进气量最大的波动百分比是0.0522%,可以认为各单管进气量完全一样。同时,分析了分离塔体内安装不同管数分离器下的分离效率,发现,管数的增加对分离效率的影响并不明显。单管及多管分离器下,对于粒径大于5 μm的液滴,分离效率达到90%以上;而对于粒径小于5 μm的液滴,分离效果不理想。最后利用流体力学相似原理,按照1:2.4的比例搭建实验台,对模拟结果的准确性进行验证,测得不同进气速度下的分离塔体压降与模拟值的平均偏差值为6.62%,分离效率的平均偏差值为1.69%。说明本论文采用的数值模拟方法对气液旋流分离器内部流场的数值计算是可行的。并与切向入口旋流分离器进行对照实验,验证了单管以及多管组合方式下,轴流导叶式旋流分离器压降小、分离效率高(粒径小于10μm)的特点。