旋流器底流管对水力旋流器的分流比大小、分割粒径的大小等都有较大的影响,是影响旋流器分离性能的重要因素之一。在传统的水力旋流器设计中,除油型水力旋流器的底流管通常为直圆管,而且一般均与大气直接相通。采用这种结构,在分离过程中往往在底流管处形成直线流,不能较好的稳定流场,而且存在分流比较大,分离效率偏低,处理能力不高等问题。针对以上问题,本文通过机理分析、数值模拟及实验研究的方法,对除油型水力旋流器的分离机理及流场特性进行了研究,进而完成对底流管结构的优化。数值模拟部分利用流体动力学软件FLUENT,以雷诺平均N-S方程为控制方程,以RNG k-ε模型为湍流模型,基于控制体积法,应用SIMPLE算法,通过对控制方程中相关参数的修正,对新型底流管结构的除油型旋流器内部流场进行了分析。通过数值计算得到了旋流器内部流场的压力分布特性和速度分布特性规律。对不同底流口结构进行优化模拟分析,确定最终的结构形式,从而利用优化后的除油型水力旋流器,实现油-水两相的高效分离。通过对除油型水力旋流器的实验研究,进一步验证了优化后的新型底流管结构的合理性,以及采用数值模拟方法对除油型水力旋流器局部结构进行优化设计的可行性。研究了入口流量、分流比等操作参数对分离效率的影响,并与数值模拟结果进行了对比分析,验证了模拟分析的准确性。本文所进行的工作为进一步研究油水分离器的分离机理、分离特性及进行结构优化设计提供了一定的理论基础和借鉴。