自1886年摩爾斯(Morse)的臺圓錐形旋風除塵器問世以來的百余年里，許多學(xué)者對其流場特性、結(jié)構(gòu)、型式、尺寸比例的研究一直進行著范登格南于1929～1939年對旋風除塵器氣流型式的研究發(fā)現(xiàn)了旋風除塵器中存在的雙蝸流。1953年特林丹畫出了旋風除塵器內(nèi)的流線。20世紀70年代西門子公司推出帶二次風的旋流除塵器。1983年許宏慶在論文中提出旋風除塵器內(nèi)徑向速度分布呈現(xiàn)非軸對稱性現(xiàn)象，研究出抑制湍流耗散的降阻技術(shù)。2001年浙江大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)除塵器方腔內(nèi)的流場偏離其幾何中心，并呈中間為強旋流動和邊壁附近為弱旋的準自由蝸區(qū)的特點。隨著數(shù)學(xué)模型的完善和計算機仿真的引入，旋風除塵器的研究與設(shè)計將更為深入。雖然對旋風除塵器的運行機理做了大量的研究工作，但由于旋風除塵器內(nèi)部流態(tài)復(fù)雜，準確地測定有關(guān)參數(shù)比較困難，因而至今理論上仍不十分完善，捕集小于5口m塵粒的效率不高。旋風除塵器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，造價便宜，體積小，無運動部件，操作維修方便，壓力損失中等，動力消耗不大；缺點是除塵效率不高，對于流量變：化大的含塵氣體性能較差。旋風除塵器可以單獨使用，也可以作多級除塵系統(tǒng)的預(yù)級除塵之用。
旋風除塵器的分離理論
一、 旋風除塵器工作過程
旋風除塵器由簡體、錐體、進氣管、排氣管和卸灰管等組成，旋風除塵器的工作過程是當含塵氣體由切向進氣口進入旋風分離器時氣流將由直線運動變?yōu)閳A周運動。旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿器壁自圓筒體呈螺旋形向下、朝錐體流動，通常稱此為外旋氣流。含塵氣體在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力，將相對密度大于氣體的塵粒甩向器壁。塵粒一旦與器壁接觸，便失去徑向慣性力而靠向下的動量和
向下的重力沿壁面下落，進入排灰管。旋轉(zhuǎn)下降的外旋氣體到達錐體時，因圓錐形的收縮而向除塵器中心靠攏。根據(jù)“旋轉(zhuǎn)矩”不變原理，其切向速度不斷提高，塵粒所受離心力也不斷加強。當氣流到達錐體下端某一位置時，即以同樣的旋轉(zhuǎn)方向從旋風分離器中部，由下反轉(zhuǎn)向上，繼續(xù)做螺旋性流動，即內(nèi)旋氣流。后凈化氣體經(jīng)排氣管排出管外，一部分未被捕集的塵粒也由此
排出。
自進氣管流人的另一小部分氣體則向旋風分離器頂蓋流動，然后沿排氣管外側(cè)向下流動；當?shù)竭_排氣管下端時即反轉(zhuǎn)向上，隨上升的中心氣流一同從排氣管排出。分散在這一部分的氣流中
的塵粒也隨同被帶走。
二、旋風除塵器中的流場
旋風除塵器內(nèi)的流場分布。旋風除塵器的除塵工作原理是基于離心力作。由于旋風除塵器內(nèi)部流動的復(fù)雜性，只能把三維速度對旋風除塵器捕集、分離等性能所用進行分析。
三、離心分離理論
旋風除塵器內(nèi)的氣流及顆粒運動十分復(fù)雜，對于顆粒的分離捕集機理在做出許多簡化假設(shè)后，形成各種不同的分離機理模型，主要有轉(zhuǎn)圈理論、篩分理程、邊界層分離理論和紊流擴散理論等。