烟气轮机是催化裂化装置中的主要能量回收设备。但是叶片结垢时常会诱发烟气轮机非正常停工,不容忽视。为了研究烟气轮机内部气固两相真实流动情况,本文建立颗粒沉积模型,并采用自定义函数的方法修正了Fluent中的固有沉积模型;讨论烟气轮机入口雷诺数以及叶片粗糙度对颗粒沉积的影响规律,探讨不同Stokes数的非球形颗粒在烟气轮机内部沉积和反弹的动力学行为。首先,本文采用RNG k-ε模型计算烟气轮机内部气相流场,然后基于能量守恒定律提出改进后的动能模型,追踪每个颗粒并计算其临界动能,以预测颗粒的动力学行为。同时,将不同沉积模型的计算结果进行对比,初步确定数值研究方案的合理性。其次,本文采用数值模拟的方法研究了烟气轮机入口雷诺数和叶片壁面粗糙度高度对气固两相流场的影响。增大烟气轮机入口雷诺数可以有效提高其回收烟气能量的能力,增大烟气轮机效率;静叶叶尾处存在许多尾涡,包括一大一小两个对称分布的尾涡,入口雷诺数的增大会导致两个尾涡的大小差异更加明显。随着壁面粗糙度高度的不断增大,烟气轮机叶片近壁区流体结构发生变化,条带状的涡旋结构区域逐渐缩小且不连续,螺旋状的涡旋结构区域逐渐向旋转轴内部收缩。流道内的颗粒浓度随着入口雷诺数的增大而升高,颗粒沉积质量流率增大,而颗粒的总沉积概率略有减小。随着壁面粗糙度高度的不断增大,颗粒在动叶表面和静叶吸力面的沉积质量流率先增大后减小,而在静叶压力面上,颗粒沉积质量流率随着粗糙度高度的增大而增大,颗粒的总沉积概率逐渐减小。最后,本文研究了颗粒形状系数以及Stokes数对颗粒动力学行为的影响。随着颗粒Stokes数的增大,沉积质量流率逐渐减小,静叶吸力面前缘和轮毂机壳附近以及动叶吸力面的颗粒沉积区域逐渐缩小,而静叶压力面沉积范围扩大,动叶压力面的沉积区域逐渐向压力面腹部偏移。颗粒的形状系数对Stokes小于1.03×10-2的颗粒沉积速率有明显的影响;随着颗粒形状系数的不断增大,颗粒的沉积概率越小,小Stokes数颗粒在动叶表面的沉积速率逐渐增大,而大Stokes数颗粒的沉积速率几乎没有变化。