旋流器是一种利用离心力场进行分离、分级或浓缩的分离设备,在各个领域得到了广泛的应用。目前,旋流器研究大多采用实验方法,由于实验存在投资大、研究开发周期长、结构修改不灵活等缺点,迫切需要利用计算流体动力学(简称CFD)模拟,确定优化分离器实验。本文建立了水力旋流器的多相流模型,实现了固液分离效率等重要参数模拟。首先利用前人实验数据,证实了多相流模型研究水力旋流器的可行性。研究发现相比于Mixture模型,Eulerian模型更适合于水力旋流器的多相流流场模拟。本文分析了水力旋流器内部轴向速度场、切向速度场、径向速度场及静压力场,研究了固液分离机理。在此基础上,从分级效率、压力降、生产能力、能耗等方面研究了水力旋流器的给矿压力、给矿浓度等操作参数以及旋流器给矿口截面形状、给矿口等效尺寸等结构参数对水力旋流器分离性能的影响,为设计高效水力旋流器提供了理论指导。主要结果为:提高给矿压力将提高旋流器分级效率,但会使能量损失增加,给出相互间关系;随给矿浓度增加,旋流器能耗降低,其主要原因是料浆粘度和密度增大从而导致旋流器生产能力下降;矩形给矿口结构使旋流器入口湍流扰动减弱,从而在分级效率上明显优于圆形给矿口结构;给矿口直径与分级效率不是简单的正反比关系,而是在小于溢流口直径的范围内存在某一最佳值。