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微细粉尘对人体健康和大气环境都有极大危害，虽然现有的电除尘器(ESP)对颗粒物总的捕集效率很高，但是对10μm以下的颗粒物(PM10)的捕集效率较低，尤其是对粒径小于1.0μm的超微细颗粒(PM1.0)的捕集效率通常低于85％。其主要原因是超微细颗粒物的荷电方式以扩散荷电为主，荷电量较低，导致粒子迁移率和凝并效率都较低。为解决超微细粉尘颗粒捕集效率低的问题，本文采用单区式双涡旋型极板ESP进行除尘特性研究。该新型ESP去除微细粉尘的两个重要途径为:一是通过气流作用增加离子动量，减少离子复合，提高离子浓度，进而增加粒子荷电几率;二是双涡旋型收尘极结构形式有利于含尘气流在收尘极板附近形成旋涡，延长粉尘停留时间，增加超微细粉尘碰撞机率，进而可有效提高对微细粉尘的捕集效率。 电除尘数学物理模型可以描述荷电粒子在ESP中的运动规律，而计算机技术的发展使得数学模型的计算求解更为精确和简便。本文通过理论分析、数值计算与试验研究相结合的方法建立了单区式双涡旋型极板ESP的电凝并除尘效率公式，为进一步研究该新型ESP提供了理论依据。本文的主要研究内容与结果如下: (1)本文在前人建立的数学物理模型的基础上，根据单区式双涡旋型极板ESP的结构特点，结合对除尘器内电场分布、粒子荷电、气流分布、荷电粒子驱进速度和荷电粒子凝并效率的分析，建立了单区式双涡旋型极板ESP中荷电粒子的二维输运模型;并根据荷电粒子在ESP中的迁移规律，确立新的合理边界条件，通过对输运方程求解，得到了该新型ESP的除尘效率公式;最后通过耦合凝并效率方程和除尘效率方程推导出了双涡旋型极板ESP的电凝并除尘效率公式。 (2)利用MATLAB软件编程计算不同粒径和外加电压条件下粉尘粒子的荷电量、驱进速度、凝并效率、分级除尘效率以及电凝并除尘效率。对比理论计算结果与试验结果表明，本文所建立的数学物理模型基本符合单区式双涡旋型极板ESP的除尘规律。 (3)除尘效率试验主要考察了外加电压、异极距、电场平均风速、收尘面积、初始粉尘浓度等因素对分级除尘效率以及总除尘效率的影响。试验结果表明，除尘效率随外加电压、收尘面积和初始粉尘浓度的增加而增大，随电场平均风速和异极距的增加而降低。通过正交试验得到的最优参数组合为:外加电压为18kV、异极距为20mm、收尘面积为0.44m2、电场平均风速为2.03m/s。在此条件下，PM15的去除效率能达93％以上。