汤 浩，李 丽，毕云栋，谭晓东

(大连交通大学机械工程学院，辽宁 大连 116028)

0 引言

涡旋管分离器作为过滤系统的前端，适用于大多数军工领域和化工领域，涡旋管分离器通过内置旋流叶片，使混有固体颗粒的气流进入涡旋管分离器后，在惯性力的作用下，分离固体颗粒和空气，从而达到净化空气，减轻后续过滤装置的压力，延长过滤系统的寿命，减少维修成本的目的[1-3]。

文献[4]介绍了新型高效涡旋管分离器的工作原理和应用，解决了压缩空气管道绣粉等固体颗粒的处理问题。文献[5-6]对多管式涡旋管分离器其中的单管进行数值模拟，研究得出适当的进气预旋角度和降低集尘口的扫气比可以提高颗粒直径较小时的分离效率，但是对颗粒直径较大的则影响很小。文献[7]对空气分离器中工作气体类型对涡流管性能的影响进行了数值分析比较，结果表明二氧化氮产生的分离效率比较大。文献[8]建立了防砂涡旋管中砂粒和空气的两相流模型，研究了设计参数对分离效率的影响规律，并提出了一种涡旋管设计方法。

目前，国内外对涡旋管分离器做出了大量研究，但大部分涡旋管结构为旋流叶片为固定不动，与涡旋管壁为一体。该设计对新型可旋转旋流叶片的涡旋管分离器的分离效率进行模型构建和数值分析，探究涡旋管内部速度矢量分布以及设计参数对分离效率的影响，从而为涡旋管分离器优化设计奠定基础。

1 计算模型及模拟方法

1.1 计算模型

该涡旋管分离器由涡旋管入口、可旋转的旋流叶片、集尘口和集气管组成，具体结构如图1所示。……