现代机械行业离不开动力气源,因而空压机是许多机械制造企业必须的设备之一。在空压机运行工作过程中,压缩空气的同时,大量润滑油进入其机械结构内,这些油和被压缩的气体形成的油气混合物通常采用油气分离器进行处理。油气分离器设计是否合理对空压机的排气含油量高低,油气分离芯的使用寿命,空压机组的可靠运行和能耗等有着重要的影响。本文所研究的是一种旋风式结构与聚结过滤相结合的高效油气分离器,其分离机理中聚结过滤方面的研究相对更为成熟,因此本文的研究主要集中在旋风式的分离器结构对流场的影响。首先,对气-液两相流体的流型进行分类,并且对本课题所研究的油气分离器适用的流型进行分析,在尽可能接近实际的湍流或层流运动规律下,进行理论简化,等效单相流场进行分析。然后,论文从螺杆空压机油气分离器的总体设计要求着手,对其油滴分离参数进行计算,并对其主要结构形式的适用性进行对比,进而选型确定该油气分离器的主要结构形式。之后,论文基于CFD流场仿真分析,对油气分离器结构进行优化,主要从内外筒体间隙、罐体长度、整流元件形式三个方面进行仿真分析与对比。根据仿真分析对比结果确定优化的罐体结构尺寸,进行罐体的详细设计,对优化后的模型进行模态校核,并且对进口流速进行分析对比。最后,根据油气分离器预分离的工作原理设计出一套简单、高效的测试方法,制定出实验规程,对样机进行了测试,并且对数据进行记录和分析。实验结果表明,对于整流元件的优化方面,取得了较好的效果。样机整体测试数据均达到了低于1000PPM的效果,远优于行业内低于10000PPM的基本要求,样机的油气分离效果达到了行业内领先水平。