通常假定：①颗粒在除尘器入口断面上分布均匀；②颗粒的运动轨迹是由水平和垂直两个方向的分速度合成的。在水平方向，颗粒与气体具有相同的速度Vo；在垂直方向，忽略气体的浮力，颗粒仅在重力和气体阻力作用下以其终末重力沉降速度Us沉降。基于上述假定的沉降室除尘效率，主要决定于气流的流动状态(即无混合的塞状流、无混合的层流、横向混合的紊流和完全混合的紊流)。
无混合是假定除尘器中未被捕集的颗粒无任何混合，既无轴向（气流方向）混合，也无横向混合，塞状流是假定在任一横断面上气流速度分布是均匀的。
设沉降室的长、宽、高分别为L、W、H，水平气流速度为Vo(m/s)，处理气体流量为Q(m3/s)，则气流在沉降室内的停留时间：
在时间t内，粒径为dp的颗粒的重力沉降高度hc为：
因此，对于粒径为dp的颗粒，只有在高度hc以下进入沉降室．才能以其沉降速度Us沉降到下部灰斗中。若hc<=H，则对粒径为dp的颗粒的分级除尘效率为：
对于斯托克斯区域，沉降速度
代入上式中得到：
对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子有hc=H，即下式成立。
由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分级效率的公式的一半作为实际分级效率，则有：
