水力旋流器是一种利用离心力进行多相分离的机械设备,常用于固-液两相、液-液两相、固-液-气三相的分离。因实际生产过程需使用微型水力旋流器,而市场上并无所选条件下的水力旋流器结构参数,故本文对水力旋流器进行微型化。利用CFX进行数值模拟,并辅以气源试验验证的方式,本文对微型水力旋流器其结构参数进行优化,确定最适合模拟该流态下的均相模型和曳力模型,得到分离要求下的最优水力旋流器结构参数,并已应用于土壤浸提系统中,同时也为水力旋流器的微型化提供一套完备的可行的模拟方案。考虑到实际生产过程中各类因素对分离结果的影响,其中主要涉及旋流器筒径、进料固相浓度、气源进口气压、固相颗粒直径、进料液相种类、固相颗粒密度、固相载体种类以及进口加工偏转角度等八项因素,进行仿真分离效果分析,为实际生产提供参考意见。微型水力旋流器研究得到相应结论如下:(1)因仿真模型的多样性,为确定合适的模拟模型,本文选择在气源气压为0.075MPa,进料固-液质量比为1:20时,对比仿真结果与气源试验结果,确定Gidaspow曳力模型为最佳曳力预测模型。(2)为获得满足生产要求下分离效果最佳的水力旋流器结构尺寸,本文利用正交试验法,对水力旋流器各项结构参数进行仿真,确定分离要求下的最优结构参数为:筒径为20mm、溢流管深度为25mm、沉沙口径为6mm、进口形状为2*6矩形进口、溢流孔径为3mm、锥角为6°、筒高为45mm。(3)对影响因素分析,得到:当筒体筒径为22mm时,其固液分离效果最佳;对进料固相浓度分析,进料固相浓度与溢流口固相浓度呈线性关系;对进料气源气压分析发现气压为0.075MPa分离效果较好;对进料固相颗粒直径进行分析,发现最佳水力旋流器适合分离颗粒直径为0.03mm以上的固体颗粒;对进料液相种类研究发现,常用液相溶剂中苯对分离过程影响效果最好;对固相颗粒密度进行分析发现,该水力旋流器适合分离密度在1900kg/m3的固体;对固相载体进行分析发现,三氧化二铝其分离效果最佳;对进口加工偏转角进行分析发现,在3°以内,偏转角对分离率影响不大,但对溢流口固相浓度影响存在波动现象。