近年来,随着人们环保意识的不断提高,以旋流分离器为代表的设备被广泛应用于气体净化、固体颗粒的分离回收、环境保护等方面。旋流分离器作为20世纪80年代兴起的最有效的分离技术之一,许多学者先后进行了大量的工作。本论文主要通过搭建实验平台,设计完善的实验方案,研究内径为275mm旋流分离器的固液分离性能的变化以及分离器内流场变化。通过固液分离性能实验发现,随着入口流量的增加,分离器的总分离效率显著提高,在入口速度由7m~3/h增加至21m~3/h的过程中,平均分离效率由32.62%增加至80.60%。同时随着入口流量的增加,分离器的分割粒径也明显降低,从30.41um减小至18.83um,分离器对小粒径颗粒的分离能力得到加强。虽然加大入口流量可以实现分离效率的提高,但是过大的流速会产生更大的压力降,分离器内压差由49mbar增加至183mbar,造成更大的能耗,所以在实际操作中需要在满足分离需求的基础上尽量降低流速。利用高速摄像技术拍摄分离器内空气柱形成过程,总结出空气柱的形成过程分为产生、扩大、稳定三个过程。发现随着流量的增加,空气柱的形成时间得到明显缩减,由3.24s减小至0.73s。同时空气柱的直径明显增加,由7.55mm增加至19.03mm。实验发现分流比对空气柱的影响影响也十分显著,在本实验中随着分流比的增加,空气柱尺寸明显加大。利用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV)对内部流场进行观测,得到分离器内分离场最强的锥段部分流场的分布情况。通过改变入口流量以及溢流管深度,分析不同流量以及不同溢流管插入深度下锥段内部流场的变化规律,发现随入口流速以及溢流管插入深度的增加,分离器锥段内部流场的速度提升明显,高速区域由开始主要集中在内环部分到最后扩大至整个锥段部分,同时锥段内的次级流动明显减少,流场更利于混合物的分离,为先前的结论提供了依据。