烟气轮机是能量回收系统非常重要的设备,它的正常运行可以有效地提高能量利用率,节能效果非常可观,但烟机叶片及围带的结垢问题一直以来是造成其停机的主要原因之一,而催化剂在烟机上的沉积是结垢发生的必要条件,研究带有叶顶间隙的烟机内气固两相的运动规律,可以为烟机长周期运行提供依据。本文以实际炼厂烟机工作环境为背景,通过数值模拟及编程的方法对带有叶顶间隙的烟机模型内催化剂的沉积过程进行研究。首先将沉积模型与碰撞模型编写为程序,通过加载相关程序,分别在光滑条件和不同粗糙条件下研究静叶、动叶、叶顶隙内气固两相的运动特点。研究表明:静叶内,间隙流压能、热能的下降量以及速度的提高量都比主流小;动叶内,主流因做功速度不断减小,间隙流不做功,受主流影响速度先增大后减小。因为压力差,在间隙处产生从压力侧到吸力侧的间隙流,并在动静叶顶隙中存在不同程度的旋涡。随着粗糙度增大,烟气静压、温度的下降量以及速度的提高量都减小,烟机的工作效率下降,在叶顶间隙处,当粗糙度增大到一定程度时,烟气的流动参数不再受其影响。催化剂在静叶上的沉积主要集中在叶根处,在动叶上的沉积集中在叶尖及叶顶处。催化剂在粗糙壁面的沉积更为明显,随着粗糙度的增大,叶根处沉积量增大。机壳上与压力侧对应的位置比与吸力侧对应位置催化剂沉积量大一些,催化剂在动叶叶顶的沉积区域主要集中在前半部分。随着粗糙度的增大,催化剂在机壳及动叶叶顶上的沉积量都会增大。粒径增大,沉积率减小,随着粗糙度的增大,粒径≤1μm的颗粒沉积率呈下降趋势,其他粒径的颗粒沉降率增大,但粒径>15μm的颗粒受粗糙度的影响非常小。