本文对旋风分离器中心区域非稳态流动现象一旋进涡核(PVC)进行了全面详细的实验测定和初步的模拟计算.采用热线风速仪对旋风分离器内旋进涡核(PVC)的存在区域、旋进涡核的幅值和频率进行了测定,分析了操作参数和结构参数对旋进涡核的影响规律.同时采用颗粒图像测速技术对旋风分离器芯管下口的短路流区域和排尘口处的旋进涡核进行了瞬态速度场测定,并与热线风速仪测定的旋进涡核频率进行了验证,确定出了涡核中心运动轨迹.最后采用改进的雷诺应力模型对旋风分离器内的三维强旋转流场进行了模拟计算,验证了旋进涡核的存在,同时还模拟出了涡核中心的运动轨迹. 针对旋风分离器非稳态流场特点,总结出了利用热线风速仪和颗粒图像测速技术相结合研究旋风分离器旋进涡核和局部二次流的实验方法.通过对热线风速仪测出的瞬态速度进行频谱分析得到旋进涡核的幅值和频率,利用颗粒图像测速技术对旋风分离器排尘口附近流场全貌进行了测定.本文所总结的实验方法为研究旋风分离器非稳态流场提供了可靠手段. 旋进涡核(PVC)主要存在于旋风分离器锥体段和灰斗区域.旋进涡核绕中心运动时,由摆动所形成的回转面在锥体下部向下逐渐增大,直到该回转面与分离器锥体内壁接触.实验发现,PVC在其存在范围中部的摆动幅值总是最大,涡核摆动最剧烈的地方位于旋风分离器的排尘口处.同时在该处PVC会扫到器壁面上,将已分离到锥体器壁的粉尘扬起,形成二次尘源.PVC的存在范围随KA的增大沿径向减小,沿轴向增大; 随~dr的减小,沿径向和轴向均减小.PVC的存在范围随~dc,的增大,沿径向及轴向也都是减小的.随入口气速的降低,PVC存在范围、频率、幅值均有不同程度地减小.但各截面上PVC频率的分布形状大致保持不变,说明涡核中各点的PVC频率对入口气速的响应是相同的.实验证明,旋进涡核的存在与入口是否对称没有关系.当旋风分离器入口面积相同时,双入口与单入口型旋风分离器内的旋进涡核存在范围一致,仅仅是频率稍有下降,幅值略有减小.三个结构参数KA、~dr和~dc皆对旋风分离器内旋进涡核具有重要影响,从一个侧面证明了旋风分离器尺寸分类理论是正确的.在排尘口加防返混锥极大地抑制了PVC现象,对提高细粉分离效率有明显作用. 采用RSM湍流模型对旋风分离器内三维非稳态湍流流场的数值模拟表明,涡核存在区域存在着明显的速度周期波动,旋进涡核的旋转中心随着轴向位置和时间不同是变化的,偏离几何中心的程度也不相同.旋进涡核在旋风分离器排尘口区域的摆动幅值计算值与实验测定结果基本吻合.