物料分级被看作粉体技术中最基本的操作技术之一，涡流空气分级机是较常见的分级设备，然而对于涡流空气分级机的研究主要局限于对结构的部分改进，对其理论根源及内部流场研究的不够充分。分级指标之间互相影响，只有在满足生产要求的情况下找到一个相对最优解，才能够高效率生产。气流运动特性影响着颗粒的运动轨迹，进而影响分级机的分级性能。本文通过正交试验，运用Matlab对目标函数进行建模，得到模型方程，通过该模型方程可以在不同的操作参数下找到相对应的分级性能指标；通过Fluent软件对分级机内的流场进行研究，获得使内部流场均匀稳定的条件参数，并通过物料实验验证模拟结果；通过Fluent离散相模型，模拟物料单个粒子在分级机中的运动轨迹，并判断物料的切割粒径范围。通过分级机分级性能多目标规划优化模型的建立，对滑石粉物料进行实验分析并建模，得到在实验条件下的最优解为切割粒径为21μm，分级精度指数为0.6，牛顿分级效率为61%，细粉产率为57%。转笼转速过大或过小都易在环形区产生湍流脉动，使得流场不均匀。转笼转速过小，在转笼叶片进行面形成负压区，产生正漩涡。转笼转速过大，在退行面形成负压区，产生反漩涡。当进口风速为8m·s-1，转笼转速为600-800r·min-1时，分级机的分级精度较高。通过该模拟方法，可以在不同进口风速条件下找到与之对应的较佳转笼转速范围。转笼叶片数的改变会影响叶片通道内流场的变动，在转笼半径不变的情况下，固定进口风速、转笼转速，存在一个较佳的转笼叶片个数，使得流场稳定。在一定操作条件下，当采用弯曲转笼叶片时，能有效地减弱了叶片间的反漩涡，使得流场更加均匀。物料喂入点的位置对颗粒在涡流空气分级机中的运动轨迹产生影响，对颗粒是否能进入转笼叶片间或者进入锥体落入粗粉中的影响不大。在相同位置喂入不同粒径的颗粒，其运动轨迹不同。较小的细粉颗粒进入转笼叶片区，较大的粗粉颗粒在环形区旋转，最终进入锥体落入粗粉中。模拟得出：当进口风速为8m·s-1，转笼转速在800r·min-1时，滑石粉物料切割粒径在30-40μm之间，石英砂物料切割粒径在40-50μm之间；转笼转速在1200r·min-1时，滑石粉物料切割粒径在20-30μm之间，石英砂物料切割粒径在30-40μm之间。模拟结果与滑石粉和石英砂物料实验结果较吻合。该模拟方法为确定涡流空气分级机切割粒径提供新方法，同时为研究各种类型分级机切割粒径提供参考方法。