随着工业的迅猛发展，颗粒物的排放量逐渐增加，导致PM2.5（直径≤2.5μm的颗粒物）对生态环境和人体健康的危害日益严重，由于从根源上完全控制细颗粒物污染是不能实现的，有效的过滤技术就成为保障工业生产可持续发展的必要措施，目前纤维及颗粒层过滤器作为广泛应用于滤除颗粒物的过滤设备，对其过滤特性的研究引起人们越来越多的关注。本文以国家自然基金项目“烟气气溶胶在截面异性纤维多孔介质中的迁徙研究”为背景，对“Y”形和圆形截面单纤维及颗粒层对PM2.5的过滤性能进行研究，为选取捕集性能较好的纤维截面形状尺寸、探究复杂结构颗粒层的过滤性能提供一定依据。研究内容和主要结论如下:　　(1)郑州烟草研究院通过设计并搭建单纤维捕集烟气气溶胶颗粒的实验平台，研究了四种不同规格“Y”形截面单纤维在不同烟气速度、不同颗粒浓度下，迎风面颗粒覆盖率在0～9min内的变化规律。结果表明:单纤维迎风面颗粒覆盖率在不同工况下均随时间的增加而增加，增加到一定程度，增加速度逐渐变慢;在同一时刻，覆盖率随单丝线密度的减小、烟气速度的增大及颗粒浓度的增加而增加，实验结果将用于验证建立的单纤维捕集颗粒数值模型的合理性。　　(2)建立“Y”形和圆形截面单纤维捕集PM2.5的数值模型，并采用Euler-Lagrange方法，求解出模型的气相场分布，并对气相场中所加入颗粒的运动位置、速度等参数的追踪记录，研究了不同截面单纤维在不同烟气速度下、不同颗粒浓度下，迎风面颗粒覆盖率随时间的变化规律，并将模拟结果与实验结果进行对比，最小平均误差为3.61％，两者相吻合，验证了模型的合理性和可靠性。结果表明:不同截面纤维迎风面覆盖率均随时间的增加而增加，但约5min后“Y”形纤维覆盖率增加趋势变缓;不同截面单纤维迎风面覆盖率随单丝线密度（或直径）的减小、随气流速度的增大、颗粒浓度的增加而增加，减少纤维线密度（或直径）、增大气流速度、增加颗粒浓度能够使覆盖率迅速变大，但超过一定范围，覆盖率的增加速度逐渐变慢;同一时间，“Y”形纤维大于与其外接圆直径大小相同的圆形纤维迎风面的覆盖率，且纤维直径越小、气流速度越大、颗粒浓度越大，两种截面纤维的覆盖率相差越大。　　(3)基于软球模型，创建不同结构颗粒过滤层对PM2.5的过滤模型，求解出其内部流场的速度分布和静压分布，研究气相场中所加入微粒的运动轨迹以及微粒在介质过滤层表面的沉积特征，获得了不同结构颗粒过滤层的压降损失，并探讨了过滤层厚度、微粒直径及气流速度对颗粒层过滤效率的影响。结果表明:颗粒过滤层压降随气流速度增大、颗粒层厚度的增大而增加，且速度越大，不同厚度颗粒层压降相差越大;颗粒过滤层的过滤效率，随所加微粒直径的增大以及气流速度的减小而增加;当过滤层厚度等于介质颗粒直径两倍时，介质颗粒直径越小，过滤效率越大。