油水分离水力旋流器是现代石油化工行业中的一种重要的通用型分离设备，而旋流分离过程中的液滴破碎使油水分离效率大大降低，这一现象引起了学术界的广泛关注，是油水旋流分离技术的发展及其推广应用中必须解决的一个关键问题，具有重要的理论意义和实践价值。本文首先从理论上对该分离器内的单液滴受力进行分析，分析总结湍流中液滴破碎机理及液滴破碎的主要数学模型。利用雷诺应力模型（RSM）和混合模型（Mixture）模拟了油水分离水力旋流器在进口油滴粒度分别为5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm时的内部油相体积浓度分布，研究了油滴粒度对分离效率等参数的影响，并将已有的实验数据和本文的模拟进行对比，验证了模拟得到影响规律的一致性，即分离效率随着进口油滴粒度的增大而增大；本次模拟同时获得了油水分离水力旋流器的速度分布、压力分布、湍动能分布规律，符合水力旋流器内速度、压力、湍动能的典型分布，另外模拟结果显示进口油滴粒度对速度、压力及湍动能分布影响较小，而对油相体积分布影响较大。在两相湍流场数值模拟的基础上，运用k-ε湍流模型和流体体积模型（VOF）对分散相液滴破碎过程进行数值模拟探索，为模仿近似旋流器内部流场特点，选用了一个90°圆弧通道这一几何模型进行数值计算，分析液滴破碎的影响因素，选取了油滴的相对初速度和直径来分析对破碎过程的影响，同时分析了两个无量纲参数（Re和We）对液滴破碎的影响。结果发现，韦伯数对液滴破碎起促进作用，韦伯数越大，液滴越容易破碎；雷诺数对液滴破碎起抑制作用，雷诺数越大，液滴越不容易破碎。最后，通过对液滴破碎角影响参数的量纲分析拟合出破碎角的表示式。