旋风分离器结构简单、高效、无需维护并能耐高温高压侵蚀，广泛应用于许多气固分离过程，特别是在石化行业昂贵催化剂的回收和煤粉燃烧的高温除尘中，已成为必要的分离装置。降低分离器压降和提高分离效率一直是人们追求的目标。本论文以PV型高效旋风分离器为基础，针对旋风分离器排气芯管插入深度及排气芯管结构开发进行了一系列的结构性能对比试验研究和数值模拟分析。 试验结果表明，旋风分离器压降以排气芯管下口末端与分离器进气口下沿平齐的插入深度时最高，排气管插入深度低于或高于进气口下沿时，压降都有所降低；分离效率则随芯管插入深度增加而增加；排气芯管零插入(无排气芯管)时，压降与效率最低，其压降约是芯管插入深度为进气口高度时的70％，效率约为75％～80％。用CFD软件对不同芯管插入深度的分离器内时均流场进行了模拟分析，获得了不同芯管插入深度下旋风分离器内气体三维速度分布和旋涡摆动特征，为分析排气芯管插入深度的影响提供了依据。最后进行了PV型旋风分离器新型排气芯管(塔式排气芯管)的试验研究，试验考察了塔式排气芯管插入深度、分离器简体高度、扩口锥环的位置和直径、分离器入口面积比等因素对分离性能的影响，获得了在压降有所降低的情况下分离效率仍可比PV型提高近2％的好结果。这些试验结果为进一步深入开发更高效的第二代PV型旋风分离器打下了良好的基础。