水力旋流器是一种利用流体压力产生旋转运动的装置，可用于使存在密度差的两相或多相进行分离。尽管早在1891年水力旋流器已经问世，然而其有关的研究与应用所涉及的大都是分级方面，应用于固-液分离方面的则少很多。由于其具有结构紧凑、成本低、处理量大和分离效率高等优点，因而其在固-液分离领域的应用越来越受到关注。 本文针对水处理中用于地下水除沙的固-液分离用的水力旋流器，利用计算流体动力学(CFD)商业软件FLUENT对其进行了数值模拟研究。在深入了解水力旋流器的基础之上，模拟研究了多种情况下的清水流场、颗粒运动轨迹、分离效率、压降等。经过大量的系统的对不同几何结构和工艺条件下的水力旋流器的数值模拟并对结果进行了大量的比较研究后，得出如下结论： 1．实际工况下所使用的固-液分离用水力旋流器内部是气、液、固三相共存状态。其内部由于中心负压而形成空气柱，当流场稳定后，该空气柱从底流口到溢流口贯穿始终。作者首次采用了mixture模型对空气柱进行了模拟，模拟效果良好。对液流而言，切向的数量级最大，轴向速度次之，径向速度最小。对其内部空气柱而言，轴向速度远远大于切向和径向速度。水力旋流器内部整体的流动为双层旋流，以零轴速包络面为界，内部向上流动，外部向下流动，且流动旋向相同。 2．水力旋流器内湍动能与湍动能耗散率的分布规律十分相似，在空气柱区域附近，不仅湍动能损失严重，而且湍动能耗散损失也很严重，应该想办法改进。 3．水力旋流器内的压降沿径向呈现较好的轴对称性。整体而言，外旋流压力较高，内旋流压力较低，其中轴心空气柱区域压力最低。压力沿轴向几乎没有变化。在空气柱与液体交界面附近，压力梯度较大，产生的能耗较大。 4．旋流器内的颗粒轨迹大体可分为从底流口排出、从溢流口逃逸、在旋流器内做死循环这三种情况。与小粒径颗粒相比，大粒径颗粒所受离心力大，在旋流器内停留时间较短，更容易分离。颗粒的入射位置也较为重要，从进口下部射