在传统旋流器中存在的溢流跑粗现象,是由于粗、细颗粒未实现完全分离,或未经过分离直接进入溢流管造成的,为解决上述问题,本文提出一种筛孔型溢流管,通过将溢流管底部封闭,并设置筛孔的方法,降低溢流中粗颗粒的携带量,并通过溢流管结构的改变调控旋流器内部流场分布,获得提高切向速度、增大分离区域等的优化结构,进而提高分级效率。通过数值模拟和试验探究相结合的研究方法,对筛孔型溢流管旋流器分离性能进行了深入研究,研究结果对改善旋流器精细分离具有一定的指导意义。首先采用FLUENT软件对提出的筛孔型与普通溢流管旋流器进行数值模拟,探究了其内部流场分布规律与分离性能。模拟结果表明:与普通圆形溢流管旋流器相比,筛孔型溢流管旋流器内部压力较高,切向速度大,轴向速度较小,分离能力强且流场稳定、分离充分,溢流中细颗粒含量相对较多,分级性能优于普通旋流器,其较好的分离性能的原因是由于筛孔型溢流管改变了内部流场,并对进入溢流管中的较粗颗粒进行有效筛除,使之重新参与分离作用并经底流排出。其次研究了给料压力、溢流管开孔率、开孔尺寸与直径以及底流口直径等操作与结构参数对Φ50mm筛孔型溢流管旋流器的影响规律,并进行了试验探究,分别以产物浓度、底流产率、处理量、流量分配比以及旋流器分级性能为指标,分析筛孔型溢流管旋流器的分离性能,结果表明,一定压力值范围内,压力增大可为旋流器分离过程提供更强的离心力场,使综合分级效率升高,分离粒度减小;随溢流管开孔率增大旋流器处理量增大,综合分级效率提高;溢流管开孔尺寸增加,旋流器分离粒度增大,试验发现当开孔直径1.5mm时可以得到较细的溢流产物;溢流管直径大小对底流产率影响明显,分离粒度随直径增大而增大;流量分配比随底流口直径增大而明显上升,底流口直径为8mm时,筛孔型溢流管旋流器综合分级效率达到最高。最后设计给料压力、溢流管开孔大小、溢流管开孔率以及溢流管直径四个因素三水平正交试验,探究筛孔型溢流管旋流器最优组合参数,得出在溢流产率、综合分级效率等指标下的最优旋流器工作参数。以溢流产率为评价指标,筛孔型溢流管旋流器的最优组合参数为:给料压力0.08MPa,溢流管开孔大小2mm,溢流管开孔率43%,溢流管直径24mm。以综合分级效率为评价指标,最优组合参数为:给料压力0.10MPa,溢流管开孔大小1.5mm,溢流管开孔率43%,溢流管直径24mm。综上,通过研究筛孔型溢流管旋流器分离性能及其影响因素,得到了获得高分级效率和降低溢流跑粗颗粒的优化结构,对于传统旋流器提高分级精度和综合分级效率具有一定的理论意义和实践价值。