本文介绍了目前常用的各种分离器的发展及各自的优缺点，概述了气固两相流理论与气固分离的基本原理，分析了分离器数值模拟的研究进展。明确了本文的研究内容、目的、意义以及文中所采用的研究方法，为本文的研究奠定了理论基础。主要研究工作如下：1．简要介绍了网格划分软件GAMBIT和流体模拟软件FLUENT。在研究软件的基础上，结合新设计的分离元件对惯性分离器进行了二维流场模拟。首先研究了单相气体流场，从理论上对分离元件间存在气流加速、元件内气速降低以及元件内由于气流撞击压力增大等现象给出了证明。然后在单相气体流场的基础上引入颗粒相，模拟得到了固体颗粒在分离器内部的运动轨迹，并给出了不同粒径的颗粒能被分离元件捕集的概率。同时由于分离效率受分离元件间气流加速，元件内气流减速等的影响，得到了影响性能的主要因素，即分离元件排数、分离元件横纵向间距等。不仅为进一步的冷模实验研究提供了理论基础，而且也为实验研究提出了需要考察的条件。2．在数值模拟的基础上，用冷模实验验证的方法对新型惯性分离器进行了一系列的改进和优化实验。通过本章的实验可以得出这样的结论：在以沙子为原料，分离条件为横纵向间距均为一倍管径、分离元件排数为4排、分离气速为4.12m／s时，分离效率可达到99.6％。同时，此分离器对于较大粒径颗粒的分离效率大于小颗粒。此分离器较适宜高浓度气固混合物的分离。分离器压降主要受风速的影响，受元件间距、颗粒密度等因素影响不大。3．基于离心与惯性协同作用机理，开发设计了一种新型的卧式气固分离器，并按尺寸建造了冷模实验平台。通过加尘实验，比较了分离器内部不同结构对分离效率和压降的影响。结果表明：下料口开设在排气端，开缝面积为36cm~2，排气管插入深度为15cm，绕柱长度为4.5cm的分离器结构比较合理，具有较高的分离效率。