电力需求的日益增加促使空冷汽轮发电机容量不断增大,由于空冷汽轮发电机结构的简单性和启动运行的方便性受到厂家的青睐。汽轮发电机容量的增大导致发热量的增多,从而降低其寿命,安全性也受到影响。关于电机的研究,前人主要研究定子、转子,对于气隙的研究很少,特别是关于气隙的旋转流场本文属于首例,然而气隙处于定转子交界处,同时存在旋转流场与不旋转流场,流场分布非常复杂,而流场决定了温度场,所以关于旋转流场和温度场的研究非常重要。本文以哈电集团的大型空冷汽轮发电机为研究对象,采用有限体积法,运用FLUENT流体分析软件对三维气隙旋转流场和护环的温度场进行了模拟,得出能够指导实际的有用的数据。首先,建立全周向定转子一体化完整的二维模型,分析内部的流场和压力场,特别是气隙的流场分布,包括气隙中流体的速度方向、速度大小,以及流体运动的轨迹,为三维气隙旋转流场的研究打基础。其次,建立定转子三维全周向一个节距的模型以及端部风路最长的8号槽半轴向段定转子一体化的完整的三维模型,重点研究三维气隙旋转流场,搞清楚气隙中流体的旋转流动机理,以及气隙中各种运动相互作用的结果。最后,进行半轴向段电机8号槽转子加护环的三维模型的建立,并对所建模型进行温度场的计算,得出护环的温度分布,用得到的数据来指导护环的强度计算。本文在计算完成后,部分结果与厂家的实验数据进行了对比,证明误差在实验允许误差范围之内,从而证明本文数值模拟的正确性,为实验研究和生产实际提供有用的数据。