超音速分离管是一种新型过滤水的设备,比传统的过滤水的方法更加具有环保性、安全性、经济性、普遍性。使用起来比传统过滤水的方法更可靠,更加可操作。而在国内与之相关的研究很少,发展的较为缓慢,所以超音速分离管的研究是很有必要的。本文对5种不同结构的超音速分离管进行数值模拟,研究发现以维托辛斯基曲线为渐缩段,等斜率法为渐扩段与扩压段构成的超音速分离管的方案效果最好,因为它的温差最大,方便液化、压力差比较小,对能量回收比较好。另外本文建立液滴成核与成长模型,推导出与液化相关的重要参数的计算方程,并为方程提出解法并给解法的程序框图,然后把该模型进行实验数据的检验,结果表明:该模型较准确的判断出相变的初始位置,重要参数的数值求解相差也很小,所以该模型准确度很高,具有合理性。利用已经检验出合理性的假设模型,对三种不同结构超音速分离管的设计方案的除水率进行计算,1号方案:渐缩段选取维式曲线,渐扩段按等斜率法来设计,2号方案:渐缩段选取巴特勒-肖曲线,渐扩段按照Foelsch法来设计,3号方案:渐缩段选取维式曲线,渐扩段按照Foelsch法来设计的。结果表明,方案一的除水效率最高。