在催化裂化设备中常使用多管旋风分离器对高温烟气中的颗粒物进行分离收集,但这种旋风分离器在实际生产中常出现排尘口堵塞、锥管壁磨蚀等情况,间接导致烟气轮机出现叶片结垢、振动等问题。因此,本文采用数值模拟的方法,研究轴流导叶式旋风分离器的结构参数与性能指标的关系,提出合理的单管旋风分离器结构参数方案,并考虑结构参数对流场的影响权重,结合正交试验法和直观分析法,输出单管结构参数方案,并对比两种优化方案,进而得到高分离效率、低压力损失、结构紧凑、更少磨蚀的单管旋风分离器,并将该模型应用于多管分离器内,讨论烟气参数对多管分离器流场的影响。具体的研究内容如下:（1）构建计算模型,利用Catia建立单管分离器模型;在Ansys内完成流场提取、网格划分等工作;通过fluent对旋风分离器内的气固两相流场进行数值计算,气相选择雷诺应力模型,固相选择DPM模型;分析基准结构下流场的压力分布和速度分布情况。（2）讨论几何结构参数与流场性能指标的关系,分别研究叶片数目、叶片引流角度、叶片高度、内管锥管角度对流场压力损失、切向速度、分离效率的影响,得到性能指标随各结构参数的变化规律,得到基于单一变量法的优化模型。（3）研究结构参数对旋风分离器性能指标的影响程度,采用正交试验法,建立4因素4水平正交试验表,获取16个正交试验组合的响应值。通过直观分析法,分析压力损失和分离效率两类响应值,得到各列的K、K和R值。结合得到的平均值K和极值R,归纳各因素对性能指标的影响程度、各因素与性能指标的变化关系,输出基于正交法下的优化模型。将两个优化模型进行速度分布、压力损失、冲蚀磨损和颗粒物运动轨迹的对比分析,得到最佳优化参数为10叶片、45毫米的叶片高度、30度引流角、7.5度锥管角度。（4）研究烟气参数对多管分离器的影响。将24根单管分离器并联组成多管旋风分离器,分析再生器内的单管进气均匀性,进气量、颗粒物浓度等烟气参数对再生器内部流场的影响。