本文以现场应用的某除砂器为研究对象,在现场试验基础上,对其在生产运行过程中出现的问题进行优化处理。主要研究内容和结论如下:(1)基于气固分离原理,在筒体结构的基础上给出了旋流除砂器内衬结构,建立了旋流除砂器几何模型。(2)在数值模拟方法研究的基础上,采用基于各项异性的雷诺应力模型(RSM),压力插补格式采用PRESTO!格式,计算方法采用SIMPLEC算法,分析研究了除砂器内部不同内衬结构的气相速度分布、压力分布、压力损失及分离效率。(3)改变直筒部分的长度,压降有一定变化。直筒长度减小,压降增大,如果继续减小,则压降会出现减小。除砂效率随直筒改变变化较小。改变锥筒的锥角对旋流除砂器的压降的影响不大,但随锥角的增大,除砂效率有一定增加。(4)对旋流除砂器内部的气固两相流进行模拟分析。采用离散相随机轨道模型和相间耦合模拟的方法对旋流除砂器内部的固相颗粒进行模拟,经过分析研究得到了除砂器内颗粒运动轨迹,入口速度、颗粒浓度等操作参数对分离效率性能的影响。(5)对旋流除砂器的冲蚀磨损进行模拟,发现除砂器内颗粒浓度的分布与其壁面的磨损有直接的关系,颗粒浓度越大,颗粒之间以及颗粒与壁面之间的碰撞频率越高,越容易加剧壁面的磨损。