含尘气体从进气管以较高的速度（一般为12～25m/s）沿圆筒体的切线方向进入，气流由直线运动变为圆周运动，并向上、向下流动，向上的气流被顶盖阻挡返回，向下的气流在内外圆筒间的筒体部位和锥体部位作自上而下的旋转线运动（外旋流）。含尘气体在旋转过程中产生很大的离心力，由于尘粒的惯性比空气大很多，因此将密度大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触后便失去惯性力而靠入口速度的动能和向下的重力沿壁面下落，与气体分离开，经锥体排入集灰箱内。旋转下降的外旋流气流在圆锥部分运动时随圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢，当气流达到锥体下端某一位置时便以同样的旋转方向从旋风除尘器中部，形成一股由下转向上的螺旋线运动（内旋流），并经内圆筒向外排出。此二次旋流对旋风除尘器净化效果影响较大，主要是上部区域的二次旋流容易造成空气短路，以致将粉尘带出排气管。根据啊・特・林顿的试验：核心气流的直径，底部为0.6倍排气管直径，内圆筒下端附近为0.8倍排气管直径，平均为0.65倍排气管直径（如图1-2）。
旋风除尘器各组成部分的尺寸对除尘器性能的影响见下表。应该指出，旋风除尘器各部分相互是有联系的，其影响也是相对的，上述分析不应孤立看待，而要同时考虑其他部分的影响，兼顾效率、阻力。如表1
切线速度是控制气流稳定的主要因素，也是使含尘气体产生离心力的动能。设计旋风除尘器需要考虑的问题是旋风除尘器的分离效率和空气阻力。旋风除尘器的分离效率取决于尘粒获得的离心力大小（以下计算忽略了气体密度的影响）。
1. 尘粒获得的离心力
由公式得
式中：F―尘粒获得的离心力，N；ω―尘粒绕除尘器轴旋转的角速度，rad/s；R―尘粒与除尘器轴的距离（旋转半径），m；m―尘粒质量，kg/m3；d―尘粒直径，m；ρ―尘粒真密度，kg/；ν―尘粒的切线速度，m/s；
由上式可得，若除尘器入口的气体速度一定，旋转半径或除尘器直径越小，尘粒密度及尺寸越大，离心力便越大；若尘粒直径及密度一定，除尘器进口速度越大，离心力便越大。
2.捕集尘粒尺寸计算
除尘效率高低体现在旋风除尘器能够捕集的最小粉尘颗粒直径，它与气体性质、除尘器入口的气流速度及各部结构尺寸有关。理论上，小于临界粒径的尘粒是完全不能被捕集的，但在实际实验过程中，由于尘粒进入旋风除尘器内，颗粒之间相互碰撞，细小微粒的凝集、夹带以及静电和分子引力作用等因素，使一部分小于临界粒径的细粉尘也被捕集。
对于各部尺寸比例如图1-2所示的一般旋风除尘器，以r2为半径的假想内旋流圆筒边缘直径为d的球形尘粒Z，其临界粒径按下式计算，即
式中：de―捕集尘粒的临界粒径，m；K―尘粒性质校正系数，对于石英砂尘粒而言，K=1.6；μ―气体运动黏度，P（1Pa・s=10P）；ρ―尘粒密度，kg/m3；ν―气流切线速度，m/s；b、h1、h―旋风除尘器结构尺寸（其中h为假想内圆筒高度），m。
当介质为20℃的空气时，上式可简化为（de=μm）：
由于理论上只考虑离心力对颗粒的影响，而忽略了向心流对颗粒的阻力；实际气体旋转不只在理论上的筒体圆柱段进行，而且延伸到近锥顶，圆锥长度对粉尘分离也有一定影响。因此理论计算与实际情况存在一定差异。
利用旋转的含尘气体所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的一种干式分离器。该分离设备结构简单、制造容易、造价和运行费用较低，对于捕集分离5-10μm以上的较粗颗粒粉尘，净化效率很高，但对于5-10μm以下的粉尘净化效率较低。
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木工集尘内螺旋加速旋风除尘器高效来袭
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