该除尘系统采用了双尘粒分离腔设计，不论流体的流向是如何，都会使灰尘颗粒从下层通道排出而远离MEMS传感元件，可实现双向除尘。

虽然D6F-P产品说明书上有如图1.6所示的其采用的旋风除尘系统的外形结构，但是可以通过改进其分离腔的结构并优化其结构参数来提升该除尘系统的工作性能。

1.5 课题研究目的和主要工作源:自/751-·论,文'网·www.751com.cn/

为了提高MEMS气体质量流量传感器的精度和可靠性，需要对流经其中传感元件的气体进行除尘净化。旋风分离器作为一种被广泛使用的除尘器，具有结构简单，能耗低等优势，比较适合于作为MEMS传感器的除尘系统。

针对欧姆龙MEMS气体质量流量传感器（D6F-P），本课题需要建立其旋风除尘系统优化设计数学模型，设计出相应的优化结构方案。并进一步建立有限元模型，通过FLUENT软件，对其内部气固两相流场进行数值模拟和有限元模型分析，分析除尘结构参数对除尘效果的影响，利用所得结论完成旋风除尘系统的结构参数优化设计。本课题的最终目的是为D6F-P MEMS气体质量流量传感器提供一种相对最为优化的旋风除尘系统设计方案。

1.6 课题研究方法

本课题以D6F-P MEMS传感器的旋风除尘系统为研究对象，采用理论分析、模型建立、优化设计、模拟验证的研究方法，用FLUENT软件对旋风除尘系统进行建模和有限元分析，研究其结构形式和结构参数对其除尘效果的影响，并最终完成对该传感器除尘系统的优化设计。

具体步骤如下：

（1） 查阅国内外的相关文献，了解旋风分离器的研究现状。

（2） 针对目前旋风分离器结构设计中存在的问题，引入优化设计思想，建立MEMS传感器除尘系统模型。

（3） 以建立出的旋风除尘系统模型为研究对象，利用CFD商业软件FLUENT对其进行有限元模型分析。

（4） 对旋风分离器结构参数和其他重要因素对除尘器性能的影响进行分析。

（5） 完成MEMS气体质量流量传感器的除尘系统的结构参数优化设计。

（6） 验证并分析优化后的除尘系统性能。文献综述

2 旋风分离器的设计

本文所需设计优化的旋风分离器是安装在D6F-P MEMS质量流量传感器中的微型分离器。其中MEMS传感元件安置于该旋风分离器的上层通道中，需要保证流经安装有传感元件的上层通道的气流有较高的纯净度，而进口气流中原本所夹带的尘粒需要被分离出去，流经另一个通道排出