本文依据旋流分离器具有结构简单、分离效率高等突出的优点,通过改造普通水力旋流器的顶端出口结构以提高分离效率,即在除砂器的溢流管处安装螺旋导流叶片,利用计算流体力学fluent模拟软件和理论分析研究液-固螺旋式水力旋流器顶端出口的结构参数对除砂器分离效率的影响。首先依据水力旋流器的分离原理以及螺旋导流叶片的结构特性建立初始几何模型,然后进行网格划分和边界条件的设置。采用RSM雷诺应力模型模拟研究液体的流场内部分布规律,用二阶迎风格式和SIMPLEC算法对分离器内两相中的速度、压力和湍流分布进行模拟研究,利用fluent模拟软件对内部流场分析后,通过与普通直筒式旋流器进行分析对比,从切向速度、静压力和湍流分布方面比较得出螺旋式旋流器在分离性能上的优越性。再综合利用Solidworks画图软件和fluent模拟软件的特性,改变除砂器出口处螺旋导流片的结构参数,通过数值模拟研究分析得出在其他结构参数不变的情况下,随着螺旋片厚度的增加,分离效率先增后减;随着螺旋叶片圈数的增加,旋流器的分离效率增大;随着螺旋式叶片的螺距增大,除砂器的分离效率先增后减;导叶片倾斜度为4.2度的时候,除砂器的分离效率最大。其次还对溢流管插入深度和圆柱段高度比dv和溢流管厚度对除砂器分离性能的影响进行模拟研究,其中当dv逐渐增大时压力降是先减小后增大的;随着溢流管厚度的增大,压力降是逐渐增大的。最后对操作参数的影响进行模拟研究,总结得出流体入口流速为8m/s的时候,相较于其他流速,在此流速下的分离性能更好;介质粘度对旋流器分离性能的影响是由粘度的大小决定的,其越大对分离影响就越大。通过以上的模拟研究,分析得出了除砂器出口结构参数和操作参数的变化对分离性能的影响规律,为以后在工程设计和实际应用中提供了可靠的理论依据与参考。