彭丽，石战胜，董方，敬旭业，马治安

（华电电力科学研究院有限公司，杭州310030）

0 引言

旋风分离器是目前国内外最常用的颗粒去除设备之一，用于气固体系或者液固体系的分离。旋风分离器具有制造相对简单、操作成本低、对极端恶劣条件如高压、高温环境适应性强等优点，被广泛应用于电力、化工、水泥、钢铁、冶金等工业领域。旋风分离器的作用原理相对简单，主要是靠气流切向引入造成的旋转运动，使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面，从气流中分离出来。然而，如何优化旋风分离器性能，使其在满足分离效率的基础上尽可能降低压降一直是旋风分离器结构设计的重点与难点。

分离效率和压降是设计优化旋风分离器结构以及评价旋风分离器性能的重要指标。目前，旋风分离器的压降模型可分为3 类［1］：理论模型和半经验模型，统计模型，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）模型。

理论模型或半经验模型［2-8］是由物理描述和数学方程推导出来的，需要非常详细地了解旋风分离器内部气流中的气体流动结构和能量耗散机制。例如Stairmand 模型［9］，通过动量平衡获得速度分布，并结合旋风分离器内部气流中静压的损失，估算进口和出口压降损失。该模型的主要缺点是：（1）忽略入口损失，假设入口区域进口速度没有变化；（2）假设摩擦系数恒定；（3）不考虑颗粒质量载荷对压降的影响。MM 模型［10］克服了上述缺点，并能考虑以下因素对旋风分离器性能的影响：（1）壁面粗糙度，由于材料表面的物理粗糙度和材料表面固体颗粒的存在而造成的壁面粗糙度；……