天然气未经脱水处理直接通过管线输送,在外界环境温度较低的冬季,极易产生天然气水合物堵塞输气管线而造成较大的经济损失。为了预防这种情况,研制了一种结构简单、体积小、效率高的旋流气液分离器。采用雷诺应力湍流模型,基于控制体积法,应用SIMPLE算法对自行设计的旋流气液分离器内部气相流场进行数值模拟,通过数值模拟得到旋流气液分离器内部气相流场的速度分布特性和压力分布特性。采用代数滑移模型(ASM)对液滴相流动进行数值模拟,模拟得到了气液两相流场的分布规律和气液两相流的分离特性,从轴向剖面液相浓度分布图可以看出旋流器的气液分离主要在旋流腔内,模拟结果与理论结果一致。为配合旋流器的最优化设计,通过假设,采用拉格朗日坐标系下离散相模型模拟研究旋流气液分离器不同结构参数和工况条件对分液能力的影响,得到气液旋流分离器的最优化结构尺寸。根据数值模拟的结果,搭建旋流气液分离器分离效率测试的室内实验装置,对分离效率进行数据采集,实验结果表明:实验数据与用FLUENT对流场的数值模拟结果的相对误差在4%以内,从而说明本文所采用的数学模型及算法对旋流气液分离器内部流场的数值计算是可行的。本文对自行设计旋流气液分离器内部流场和不同工况参数进行模拟计算,模拟结果和室内实验结合得到了自行设计旋流气液分离器最佳结构尺寸,为今后的现场应用提供理论依据。