當含塵氣體由切向進氣口進入旋風除塵器時，氣流由直線運動變為圓周運動，旋轉氣流的絕大部分沿除塵器內壁呈螺旋形向下、朝向錐體流動，通常稱此為外旋氣流。含塵氣體在旋轉過程中產生離心力，將相對密度大于氣體的粉塵粒子甩向除塵器壁面。粉塵粒子一旦與除塵器壁面接觸，便失去徑向慣性力而靠向下的動量和重力沿壁面下落，進入排灰管。旋轉下降的外旋氣流到達錐體時，因圓錐形的收縮而向除塵器中心靠攏。根據旋矩不變原理，其切向速度不斷提高，粉塵粒子所受離心力也不斷加強。當氣流到達錐體下端某一位置時，即以同樣的旋轉方向從除塵器中部由下反轉向上，繼續做螺旋形運動，構成內旋氣流。最后凈化氣體經排氣管排出，小部分未被捕集的粉塵粒子也隨之排出。
旋風式除塵器的組成及內部氣流1-筒體；2-錐體；3-進氣管；4-排氣管；5-排灰口；6-外旋流；7-內旋流；8-二次流；9-回流區。自進氣管流入的另一小部分氣體則向除塵器頂蓋流動，然后沿排氣管外側向下流動。當到達排氣管下端時，即反轉向上、隨上升的內旋氣流一同從排氣管排出。分散在這一部分氣流中的粉塵粒子也隨同被帶走。  
選型原則1)旋風式除塵器凈化氣體量應與實際需要處理的含塵氣體量一致。選擇旋風式除塵器直徑時應盡量小些，如果要求通過的風量較大，可采用幾個小直徑的旋風除塵器并聯為宜。2)旋風式除塵器入口風速要保持18~23m/s，過低時除塵效率下降：過高時阻力損失及耗電量均要增加，且除塵效率提高不明顯。3)所選擇的旋風式除塵器的阻力損失小，動力消耗少，且結構簡單、維護簡便。4)旋風式除塵器能捕集到的最小粉塵粒子應稍小于被處理氣體中的粉塵粒度。5)含塵氣體溫度很高時旋風式除塵器應設有保溫設施，以避免水分在其內凝結而影響除塵效果。

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