气液旋流分离器具有广泛的应用,提高气液旋流分离器分离效果能提高工厂效益、减少污染物排放。但由于在旋流场中液滴存在聚并和破碎,改变液滴粒径分布,从而直接或间接的影响旋流分离器的分离效率。本文应用群平衡模型对旋流分离器内气液两相流场分布、液滴粒径分布以及液滴聚并破碎位置进行研究。为气液旋流分离器的结构优化提供一定的参考依据。结果表明:(1)反转式旋流分离器沿半径方向切向速度梯度大,气体湍动能大,液滴以破碎为主,特别是在导叶区和排气芯管锥段。在导叶内圆柱上边缘液滴发生聚并使液滴粒径增大,在叶片迎风侧液滴发生破碎造成液滴粒径减小;液滴在迎风侧比背风侧破碎严重,但叶片迎风侧液滴平均粒径大于背风侧。(2)反转式旋流分离器中短路流和集液室二次流的存在会携带液滴发生逃逸或返混。(3)直流式旋流分离器气相轴流速度是主流,气流旋转强度弱,且轴向速度梯度、切向速度梯度和湍动能均小于反转式旋流分离器,湍流涡能量较小,不足以使液滴发生破碎。并且,在壁面侧缝的作用下,气流具有较规律的向外的径向速度,造成液滴碰撞几率增大,液滴聚并明显。叶片迎风侧粒径远大于背风侧粒径。在侧缝段沿轴向高度增加,边壁液滴粒径不断增大,中心液滴粒径不断减小,符合气液旋流场规律。(4)液滴破碎概率与切向速度梯度、轴向速度梯度以及湍动能和湍流耗散率联系紧密。而含液率对液滴破碎概率影响较小,对液滴聚并概率影响大。