离心气流分级机是粉体加工过程中的重要设备,流场形态是影响分级效果的关键因素之一,现有的机型、结构种类繁多,一般包含多个进风口,流场分布较复杂。目前对特定机型的研究较多,尤其对第三代动态涡流分级机内分级关键区域的优化研究较充分,但对各进风口形成怎样的流场形态更有利于颗粒清晰分级的认识尚不深入,缺乏从整机角度对分级流场的构建进行系统研究。本文将分级流场看作由主离心分级流场和淘洗流场构成,采用数值模拟与试验手段优选出合适的竖直旋涡与水平旋涡主分级流场,研究了淘洗流场对主分级流场的影响及其作用机理;总结流场分布、颗粒运动和分级性能间的相互关系,提出了关于分级流场构建和进料位置的设计理论,据此开发了新型水平旋涡动态分级机。论文的主要内容与结果如下:（1）对比了新型分级器与传统切流返转型旋风分级器的流场分布特征与分级性能,发现新型分级器内产生上、下两个旋涡,边壁下行流气量小,上旋涡均为上行气流,提供了径向离心分级和轴向重力分级复合力场,实现对边壁区内细颗粒的轴向淘洗、再分级,有效减少了颗粒间的相互夹带;试验证实新型双旋涡分级器具有分级精度高、能耗低的特点,分级粒径比率指标平均提高约27%,压力损失平均减少约42%。淘洗流场不改变主分级流场的双旋涡分布形式,但对主分级流场的稳定性及内侧轴向速度分布产生较大影响,其与主分级流场相互作用形成明显的分区流动特征;适宜的淘洗流场强度可提高主分级流场的稳定性,抑制主分级流场内旋涡的摆动,为细颗粒的二次分级和及时外排创造有利条件。（2）将进料位置与离心分级流场的速度分布关联,考察了3种代表性位置对颗粒群的运动规律和分级性能的影响。边壁区域进料,细颗粒易被壁面捕集并随下行流进入粗组分,不适用于颗粒分级操作;中心内旋流进料增加了粗颗粒跑损的概率;进料点设在中部旋流强度较大的区域有利于改善物料分散性,减少颗粒在分级区的停留时间,实现粗、细颗粒的快速分离与分级。进而研究发现中部进料时,气流的切向速度和轴向速度对颗粒的定向移动起主导作用,径向速度的影响较小;提出最大切向速度位置为最优进料点,并给出了最优进料位置的设计公式。（3）分析了操作参数与淘洗流场形式对典型水平旋涡动态分级机的影响,转笼转速和入口气速不改变总体流型,对转笼外缘附近气流的切向速度影响很小;旋流型淘洗流场引起主水平旋涡的气流速度分布不均匀,转笼内外甚至产生反向双层旋涡,极大地降低了分级离心力场强度并产生局部旋涡,造成分级精度差。设计了百叶窗型风筛建立逆流直流式淘洗流场,减少了对主流场的干扰,试验表明,粗粉提取率可提高3%以上,牛顿分级效率平均提高约6%。（4）基于以上研究及大量前期工作,提出了高效离心气流分级机的分级流场和进料位置的设计理论:（1）分级流场兼具主离心流场与细粉淘洗流场,两者相互协作共同完成颗粒分级过程;（2）主分级流场离心力场强度适中,主、淘洗流场分布规则,均匀性与稳定性好,无局部旋涡;（3）淘洗流场应与主分级流场匹配,两者的类型差异小,避免淘洗气流汇入主流时发生速度方向的突变;（4）主、淘洗流场的空间分布相对独立,可分别由独立气流形成,减少相互干扰;（5）粉体颗粒进入位置远离壁面,避免细颗粒直接被壁面捕集,同时也远离排气口,减少粗颗粒短路跑损;（6）进料点尽量设于强分级力场区,为粗、细颗粒的定向分离提供较大的初始加速度;该理论可为高效离心式气流分级机的结构设计提供宏观指导。（5）设计了一种新型水平旋涡动态分级机,模拟发现其流场分布趋于合理,主进风口流道产生冲击分散物料的射流,主分级流场的速度分布较均匀,无次级旋涡形成,主、淘洗流场间的干扰较小,轴向速度梯度小,具有二维平面流场特征;经试验分析,新型分级机的分级性能较好,最大牛顿分级效率为87%,分级精度指数为1.53;结合颗粒受力分析和淘洗流场及颗粒浓度对分级效果的影响规律,建立了新型水平旋涡动态分级机的分级粒径计算模型,模型预测值与试验值的相对误差在8%以内,可用于指导新型分级机的设计和应用。