传统的离心沉降理论是研究稀相单颗粒在无限介质中的沉降，它忽略了颗粒间的微观作用力，基于宏观受力平衡推导出颗粒沉降速度和极限分离粒径。它能很好地指导微米级以上颗粒的固/液分离，而对1微米以下的颗粒，尤其是高浓度细颗粒沉降分离目前尚无完善的理论。同时，分离超细颗粒悬浮液的离心机参数的选择和操作优化是依赖于实验室的小试或中试结果进行模拟放大的，在预测机器的性能、选型及设计计算等方面，仍要凭经验或试验。因此开展超细颗粒离心沉降分离的研究有着一定的学术价值和理论意义，同时，也有着很广的工程应用背景。 作者以超细钛白悬浮液为研究对象，从理论和实验的角度对悬浮液特性、离心沉降及工业化应用等方面进行研究。作者在测定悬浮液体系参数的实验基础上，计算了颗粒间作用势能，分析了颗粒团聚的机理及团聚体分形特征。 通过实验研究了浓度对悬浮液流动性及稳定性的影响。结合团聚动力学理论、分形计算基本原理和沉降理论探索了稀相悬浮液超细颗粒沉降过程中的团聚效应及基于团聚的离心沉降极限分离粒径。然后实验研究了超细钛白悬浮液的压缩型能，在此基础上从基本的固液质量方程、动量方程出发，结合颗粒均匀和液体不可压缩等的假设，对沉降过程进行了数学模拟，得到沉降各区域浓度和压力分布曲线，分析沉降的主要影响因素，指导了工业化生产。主要成果如下： (1)作者首次建立了一个综合考虑颗粒团聚与干涉作用的超细颗粒悬浮液重力沉降模型，推导了表征沉降速度的沉降分离效率公式，提出了团聚影响系数，得到了清液层高度随时间的变化关系。实验验证模型适合于1-5％浓度的钛白悬浮液的重力沉降，完善了传统稀相超细颗粒悬浮液沉降理论。 (2)基于分形计算基本原理，作者首次建立了离心分离模型，推导出基于团聚的离心沉降极限分离粒径的计算表达式，分析了团聚作用对分离粒径大小的影响，阐述了分离粒径与团聚体分形维数、离心分离因子等参数的变化关系，完善了传统离心分离理论。 (3)基于唯象理论对超细钛白悬浮液离心沉降进行了数学模拟，包括控制方程推导、网格划分、方程离散，数值求解。用Fortran语言编制了稳态和非稳态的离心沉降软件，保证计算精度的同时，得到稳态和非稳态解，给出了离心场浓度和压力分布，为优化离心机操作参数提供了依据。 本文的研究成果可推广到其他超细颗粒悬浮液的沉降分离中，为制药、化工、橡胶、塑料、纤维、食品、环保等领域的超细颗粒悬浮液的固液分离提供理论和实践基础。