MEMS热膜式气体流量传感器具有测量精度高、响应迅速、重复性好等优点,但是其测量精度容易受到被测气体中含有的粉尘的影响。为了提高MEMS热膜式气体流量传感器的耐尘性能,满足一些不能安装滤网、滤芯的特殊工作场合需要,选取装置结构简单、分离效率高、处理气体流量大的气旋除尘技术,设计一种安装在传感器上的除尘装置。气旋除尘装置的结构设计和性能研究过程中运用理论计算和数值仿真方法。根据传感器工作时的流量和流速要求,确定气旋除尘装置结构参数的取值范围,对除尘装置内部流场的旋转程度和粉尘受力情况进行计算,得到气旋性质和除尘效果的情况,从而判断取值范围选择正确。对不同尺寸的气旋除尘装置进行数值仿真,根据正交试验方法分析每个结构参数的变化对除尘效率的影响趋势,确定最佳结构参数设计方案。数值仿真过程中还对气旋除尘装置的内部两相流流场性质和不同条件下的除尘效率进行分析,根据气流和粉尘颗粒的运动情况,将两相流流场分成多个区域,探究不同流场区域对气旋除尘装置除尘效率的影响规律及作用机理。为了验证数值仿真研究结果与实际情况的一致性,通过实验对气旋除尘装置在不同工作条件下的支路流量比例、压力损失和除尘效率进行测量。实验结果与数值仿真结果相差较小,说明数值仿真具有准确性。