烟气轮机是催化裂化装置能量回收系统中的关键设备,但内部烟气介质含催化剂颗粒,在内壁面沉积、结垢且对叶片造成冲蚀、磨损等损害,影响机组正常运行。为研究烟气轮机内部复杂的两相流动规律,基于工业原型机按1:2.5的比例建立冷态模型。基于模型烟机,在1000m3/h和1400m3/h两组流量工况下对级内气固两相流动进行测量。实验采用德国ILA公司的二维PIV对级内叶根、叶中、叶顶三个特征面进行气固两相流动测量。以1μm油滴、5μm空心玻璃球和20μm催化剂颗粒分别作为气相、两种固相颗粒的示踪粒子。结果表明,气相在整个级内的流动是一个先加速偏转,后绕流减速的过程。两相在静叶流道内的偏转量小于静叶叶型的偏转量,且颗粒的偏转量小于气相偏转量。气相的动叶入口角与动叶叶型相匹配,且气相流出动叶流道时速度接近轴向。利用Olympus高速摄像机以5000帧/s的帧速率拍摄级内颗粒运动,捕捉颗粒与壁面的作用过程,发现动叶前缘是颗粒碰撞的高频区,且碰撞后颗粒具有较大的速度方向改变量。颗粒与动叶压力面发生多次碰撞的位置集中在后缘,小颗粒易贴近动叶压力面运动。