波纹板气液分离器是核电工业领域中汽水分离装置的关键一环,其作用在于去除蒸汽中的水分、提升蒸汽品质,是核动力设施安全可靠运行的重要保障。据文献报道,带有疏水钩结构的双钩型波纹板气液分离器具有良好的分离性能。但疏水钩结构参数对性能的影响规律尚不够清晰,工程上在确定疏水钩的具体结构尺寸时,也多依赖于以往的经验积累,因此需要开展更深入的研究。基于上述情况,本文以双钩型波纹板气液分离器为研究对象,以数值模拟和实验研究两种方式,研究该类型波纹板内的气相流场和分离性能。数值模拟采用商业软件Fluent 18.0,考察了不同疏水钩长度L、不同高度H对波纹板内部气相流场的影响,分析了分离性能的变化特点,获得了性能最优的疏水钩结构尺寸;在此基础上,对波纹板开展三维数值模拟,研究其内部液膜的生成规律。在冷态实验中考察了波纹板在不同操作条件下的分离性能,利用称重法、Promo 3000气溶胶粒径谱仪以及盐含量滴定仪分别获得了总效率、粒级效率和考虑蒸发的效率,测定了临界破膜速度。结果表明,增大波纹板疏水钩的长度L对分离效率无提升,压降反而显著增大;增大疏水钩高度H,可以有效提升波纹板对液滴尤其是小液滴的分离能力,同时保持较低的压降,是提升波纹板分离性能的有效途径。综合考虑,对于双钩型波纹板,L=9 mm,H=5 mm的疏水钩结构具有最优的分离性能。波纹板中的液膜主要分布在疏水钩顶部以及内部壁面,内壁面的液膜是由顶部液膜逐渐发展而成。最后,本文提出了三种改进结构的波纹板分离器,通过数值模拟发现取消第三级疏水钩的波纹板具有最佳的分离性能。