牛奶分离机作为奶制品生产中乳脂分离的先进设备,是牛奶生产链上的核心设备之一。其中转鼓作为牛奶离心分离机的核心部件,具有一定的缜密性和特殊性,利用浅池澄清与离心沉降原理使得牛奶乳浊液中轻相稀奶油与重相脱脂乳获得不同的离心惯性力而分离。本文以牛奶分离机转鼓内流场作为研究对象,以优化牛奶分离机转鼓的分离性能为目标,探讨转鼓流场流体动力学性能,分析碟片流场中牛奶分离现象。结合计算流体力学（CFD）有限元分析与理论计算,对主要结构的流场特性进行研究,为提升分离机的生产能力提供可行的数据分析与优化方案。本文对牛奶分离机转鼓流场分析工作与研究结果如下:（1）转鼓流场特性研究依据牛奶分离机额定工况下转鼓的工作特性,利用激光粒度分析仪,测定稀奶油中脂肪球颗粒粒径分布,确定CFD有限元分析的边界条件。通过仿真分析得出转鼓在额定工况下的速度场、压力场、浓度场,以及脂肪球颗粒在碟片流场上的运动轨迹,并着重分析了碟片流场上浓度场的分布规律。仿真结果表明:转鼓在额定工况下,轻相稀奶油出口脂肪浓度为53.41%,与试验测得48.83%相近,说明该数值仿真模型具有一定的可靠性。（2）探讨影响分离性能的主要因素通过设计五因素四水平正交试验,综合分析中性孔位置占比、轻重相出口流量之比、稀奶油粘度、稀奶油粒径和入料口稀奶油含量等因素对稀奶油浓缩倍数、轻相出口稀奶油浓度和分离效率等指标的影响,确定合理的优化方案设计以提高生产性能。分析结果表明:针对该款牛奶分离机,能够分离牛奶乳浊液中稀奶油脂肪颗粒直径在2.5～7.5范围内,表明粒径过小或过大都不易被碟片捕获。（3）点焊片排列结构优化设计碟片作为转鼓结构的关键部件,其上的点焊片排列影响着单个碟片的分离性能。为了分析不同点焊片排列对分离性能的影响,设计了螺旋型结构排列与交叉型结构排列方案,通过数值仿真分析对比传统碟片点焊片排列结构。仿真结果表明,螺旋型比交叉型排列结构能够优化了碟片上稀奶油浓度集中现象,有助于提升分离效率。