目前,对整体式惯性粒子分离器流场及粒子运动轨迹的研究主要依靠数值模拟手段,由于数值模拟的结果与实际流场和粒子运动轨迹存在偏差,甚至使用某些湍流模型会造成错误,因此必须用试验的方法进行修正或验证才更真实可靠。本文根据整体式惯性粒子分离器流道截面径向参数设计成矩形截面模型,建设可视化的双流动出口通道试验台,研究采用PIV测速技术对模型气体流场和标准细砂、粗砂跟随高速气流运动轨迹测试,获得了模型内部气流的流动特性和粗砂细砂颗粒运动轨迹;建立了测试流场的数值计算模型,分析不同湍流模型对该模型流场计算的可靠性,得出k-ε标准湍流模型计算流场结果适用性,对比试验结果验证了数值计算结果的可靠性;为了进一步提高粒子分离器分离特性,研究了劈尖位置对流场和总压恢复系数的影响,得到了模型流道中总压恢复系数的变化规律。对比PIV测试得到的高速气流下气固两相流动中粗砂细砂运行规律,发现现有数值计算软件中固体颗粒运动模型的准确度有待提高,数值计算得到的砂尘运动轨迹需通过试验进行修正才能用于设计。本文结合数值模拟与PIV测量技术,对惯性粒子分离器中气固两相流动进行了研究和分析,揭示了粒子分离器模型内部流场特性和砂尘运动规律,为惯性粒子分离器的设计研究提供了可靠的依据。