传统的吸尘器存在噪声大、清洁不够彻底导致室内悬浮物增加等问题,而中央吸尘系统相比于传统吸尘器,具有操作简单方便、避免噪声对室内环境的污染、避免室内悬浮物增加造成的二次污染、高效除尘等优点。但中央吸尘系统也存在一定的缺陷,其管道处于全密闭状态,灰尘在输送时如果气流速度过小或者颗粒物粒径较大,粉尘易在弯管处或管道底部沉积,且其管道一般采用暗装方式安装在地板或墙体内,管道内的沉积物不易清理;另外,中央吸尘系统后端处理装置一般会采用吸尘袋的方式来收集垃圾,吸尘袋会随着系统使用时间的增长导致系统除尘效率降低,甚至吸尘袋破损,从而需要较频繁的清洗或更换吸尘袋。为了解决以上问题,本文考虑在中央吸尘系统的软管前设置小型的旋风分离除尘装置,先对室内的毛发、灰尘等较大颗粒物进行初步过滤处理,然后将较干净的空气排入暗装管道内,进入主机后进一步对空气内的微小颗粒进行处理。本文对中央吸尘系统的前端过滤装置进行了设计,采用数值模拟的方式模拟了前端过滤装置的流场及颗粒物的运动轨迹,并对前端过滤装置结构及最佳运行参数进行了模拟和分析。主要得到了以下结论:1)气流进入基础的前端过滤装置后,在内筒壁和外筒壁之间形成强烈的旋风,外壁面附近气流速度快速降低;在内筒壁的滤孔处形成绝对值在2m/s到5m/s的速度较低的漩涡;气流从滤孔进入内筒后,随气流旋转并上升至出口。对于入口中心所在平面y=52.5mm来说,靠近外壁面处的静压达到423.62 Pa,从外壁面到中心,静压逐渐减小;到内筒中心,静压降为-26.76 Pa,且过滤结构轴心处的负压值一直延伸到了过滤结构的底部。2)过滤结构内筒直径增加,收集效率降低,阻力损失减小;外筒直径增加,分离效率先增大后减小,阻力损失减小;内筒为圆台时的分离效率略高于内筒为圆柱时的分离效率,内筒为圆台时的阻力损失略大于圆柱;内筒高度增加,分离效率先增加后减小,阻力损失减小;外筒高度增加,分离效率先增加后减小,阻力损失减小;滤孔的孔径减小,分离效率提高,阻力损失越大。颗粒物入口速度从10m/s增加到25m/s时,速度增加,收集效率增加,当颗粒物入口速度大于25m/s时,收集效率略有降低;颗粒物粒径增大,过滤结构的分离效率增大;颗粒物密度增大,过滤结构的分离效率增大。3)在将分离效率与压力比值做为主要评价标准,并在考虑其他因素的基础上,确定了最佳结构和最佳运行参数。最佳结构参数为外筒筒径110mm,高130mm;内筒直径50mm,圆柱结构,高80mm;滤孔4mm;进口直径30mm;入口速度25m/s。优化后的结构分离效率显著提高,阻力损失增大。4)基础结构的分离效率拟合曲线为y=11.32ln（x）+42.33,分割粒径为1.97微米,全分粒径为163.45微米;优化后的结构分离效率拟合曲线为y=8.30ln（x）+60.56,分割粒径为1.90微米,全分粒径为115.70微米。优化后的旋风过滤结构分割粒径减小,全分粒径减小。