水力旋流器内固-液两相流场是极其复杂的三维强旋转流流动，这给旋流器的流场数值模拟和实验测量带来了一定的困难。针对旋流器内部的这种复杂两相湍流运动，本文采用了FLUENT软件中的雷诺应力模型(RSM)，利用贴体与分块网格技术，对旋流器内单相流动状态进行了数值模拟计算，根据计算结果对旋流器内三维速度分布提出了一些新的认识。固-液两相流的模拟是针对齐大山选矿厂实际工况，建立了旋流器内固-液多相流动的数学模型，并用雷诺应力模型描述湍流，对水力旋流器的多相流流场和随时间变化的分离机理进行三维数值模拟，得到了旋流器内不同截面的压力、速度分布和不同时间的浓度分布状况。数值计算结果为前人的实验和理论总结提供了有力的支持，对旋流器的进一步研究有指导意义。 根据数值模拟的结果，本文分别进行了实验室实验与工业试验。 在实验室，对旋流器进行了单相和固-液两相的分离实验，搭建实验室模拟系统，编制在线采集系统，对模拟系统的各参数进行了实时采集，得出旋流器的生产能力、分离性能及相关参数的变化规律，并和数值模拟结果进行分析比较，总结出了各参数之间的关系。计算结果为确定旋流器操作参数的最佳配比提供了依据，同时对于确定旋流器的合理工艺参数、解决旋流器分级工艺中的问题、以及新型旋流器的开发等具有重要意义。 工业试验是在实验室实验与数值模拟的基础上，通过齐选厂二选车间1-1＃磨矿系统用水力旋流器取代螺旋分级机进行矿石的分选试验，工业试验结果表明在一次分级中使用旋流器是可行的，改造效果非常明显，用水力旋流器代替螺旋分级机后台时平均提高了1.02t/h，分级效率也平均提高了6.1﹪。