李永祺，常 明，付金壮，卢春喜，范怡平

(中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室，北京 102249)

在化石能源的生产和使用过程中，不可避免会产生粉尘颗粒物，带来严重的环境污染[1]。重力沉降器、旋风分离器、颗粒床过滤器与湿法除尘器等气体净化设备被广泛应用于工业领域。旋风分离器虽然具有结构简单、操作弹性大、效率高等优点，但对于10 μm以下微小颗粒的脱除效果依然不够理想[2]，而颗粒床过滤器含有的粒状颗粒层可对微细粉尘进行捕集。本课题组[3-4]提出了一种新型旋流-颗粒床耦合分离设备，将颗粒床置于旋风分离器内部，在同一设备中实现离心分离与过滤分离，对含尘气体产生更好的净化效果。

分离效率与压降是评价分离设备性能的指标，而二者均与内部流场密切相关，但研究多是针对常规旋风分离器进行，其内部是典型的复杂三维强旋转湍流流场[5]。魏耀东等[6]通过试验发现蜗壳式旋风分离器环形空间的速度场和静压场是非轴对称的：在0～180°区间内切向速度增大，静压减小，而在180°～360°区间内切向速度减小，静压增大。宋健斐等[7]采用雷诺应力模型(RSM)对蜗壳式旋风分离器内部流场进行数值模拟，结果表明，非轴对称入口结构导致内部气相流场呈非轴对称，且在排气管入口处非轴对称特性更为明显。Xiang等[8]采用数值模拟的方法对不同高度旋风分离器的内部流场进行研究，发现筒体段和锥体段的切向速度差异并不显著，锥体段未因横截面积的减小而发生加速现象。……