随着雾霾天气频发,使得空气污染问题备受人们关注,家用空气净化产品销量年年攀升,但市面上产品质量参差不齐,还存在诸多问题。本文着眼于超细颗粒物和亚微米颗粒物来探究微型空气净化器内部的多相流动问题,主要研究内容具体如下:(1)实验研究发现净化器对粒径32nm的颗粒过滤效率最低;100nm的颗粒数量在过滤前后都占最高比重,在净化器内部增设负离子发生器对该粒径有较好的补充作用;另通过实验仪器测量空气净化器的边界条件、净化器单次过滤前后的颗粒粒径分布,为后文仿真实验提供输入参数和对照参数;(2)净化器内部多相流仿真实验,根据净化器结构对计算域建模并作预处理,将所采集的实验数据输入Fluent进行仿真实验,发现净化器内部存在涡流使得颗粒物与内壁面的碰撞率高达39%;风机的偏置则使得入风口速度在竖直方向上存在极大的不均匀分布,导致滤芯损耗不均,同时也造成了底部颗粒沉积和近风口端入射颗粒难以捕集的现象;(3)微型空气净化器优化设计,关注净化器的净化效率、风阻、成本、安全及可操作性等条件,通过数值仿真技术实现电除尘及增设内部无盖圆筒滤纸的模拟实验,发现增大电压可提升电除尘效率,但边际效用随电压增大而减小;增设内部无盖滤纸成本低廉、操作便捷,能有效提升除尘效率并缓解入风口速度不均的问题,所造成的风阻在低档风速下低于1%,高档风速下不超过7%,且随滤纸厚度增大而减小,整体方案以滤纸厚度为3mm时效果最佳。