在气隙取气通风系统中，定转子间气隙存在轴向和径向供风，而且由于转子表面即气隙底部布置有大量的风斗，造成粗糙的气隙底部，因此，可以把离心力使气隙内产生的二次流对气隙内流场的分布影响忽略<6>，文献<7>的研究结果也表明在大部分气隙中平均速度不变。当二次流可忽略部分，流动呈对称湍流分布。在气隙内，流动可分为层流层、湍流层、涡心层，其中涡心层约占气隙的80%.而影响转子风斗取风性能的主要是层流层的速度分布。文献<8>根据同心圆筒内筒旋转、外筒静止时筒间流体流动的特性分析及气隙内摩擦力计算数据，得到气隙内由于进、出风斗风口压差形成的气隙取气转子总压头的表达式：2（1）22/2rVrrTyhrVruVPVεργΔ=+（2）式中：Vr转子表面圆周速度；ruε转子表面气体层流层的速度；ryhγ转子圆周表面的起伏数；VrV相对于转子表面的旋涡心的旋转速度的2倍。

　　从式（2）可见，决定转子进、出风斗压差的主要因素是转子表面层流层的速度分布ruε，这一速度直接影响风斗附近的压力分布，从而影响风斗的取风能力。为了进一步改善转子表面气体流动特性，出现了在定、转子上加装气隙隔板的措施，以改进转子风斗的取风能力。

　　气隙隔板有轴向气隙隔板和径向气隙隔板两种。轴向气隙隔板的作用主要是降低气流旋转速度，达到提高转子风斗取风性能的效果，从而降低转子线圈的温升。气隙取气系统中，进风斗吸取的动能为：2312rEKVuρ（3）式中：K3动压转换系数；ur气流切向运动速度，12ruV≈。为提高进风斗吸取的动能，在定子内圆某几个槽楔上装设橡胶板块，组成轴向气隙隔板，以降低气隙中气流切向运动速度ur，增大Vr-ur。前苏联在轴向气隙隔板方面做了大量研究<1，9>。从1960年就开始进行理论与实验研究，发展了多种轴向气隙隔板型式，并得到了轴向气隙隔板对转子风斗取风能力的影响，即：2123Tadkukuuuξ（4）式中：u气隙内气体与转子风斗相对速度，即u=Vru2；k1风道附近静压的变换系数，即110.7hkδ；kT隔板附近静压的变换系数，即0.10.25Thkδ=+；u2风斗处气体的切向速度；kα引射系数，即0.30.420atk=+；即21huuhdhhδ∫；u3风斗内氢气流速；uk绕组风道内氢气流速；u2（h）隔板附近氢气径向速度；ξ转子通风系统的阻力系数；δ气隙高度；h轴向隔板高度；t出风斗周向间距。

　　该理论应用于300MW发电机中实验结果显示，安装轴向气隙隔板可使转子风沟内的流速增加到两倍，转子绕组平均温度降低20℃。

　　径向气隙隔板是指在转子进风区与出风区分界处，在定子内圆和转子外圆装上一些用橡胶等材料制成的隔块，组成气隙隔环。径向气隙隔板可以有效地制止气隙中冷、热风之间的混合，使进风温度降低；而且还使进、出风区间形成高压区和低压区，加大流经定、转子的风量。GE公司<10>曾对一台发电机有、无径向气隙隔板进行温升对比实验，实验结果表明转子加装径向气隙隔板后，沿转子绕组的热点温度在发电机中心部位降低了30%，且此处气流稳定；沿气隙轴向进风区的气体温度平均值降低了约15℃，总的效果使绕组平均温升降低了13%以上。美国西屋公司通过沿轴向采用若干个定、转子气隙隔板，将气隙轴向分成若干个高、低压区，使几乎全部的风扇压力分布在转子绕组的许多较短的轴向区段内。与原同样负载的结构相比，可使转子容量提高68%.

　　我国也曾开展在转子上应用气隙隔板的研究<12，13>。新华电厂、通辽电厂在QFQS-200-2型电机上装设轴向气隙隔板，隔板高度为气隙的2/3，装后温升试验表明，转子温升下降27℃。华北电力试验研究所曾对各种不同形式的隔板作了转子绕组的温升试验，发现在QFN-100-2型汽轮发电机上同时加径向外隔板（定子端部和转子护环之间装设的径向隔板）与风区隔板（气隙隔环）时，转子线圈温升下降27.2℃；单独使用径向外隔板时，转子线圈温升下降l2℃。

　　斜流风沟结构优化研究在气隙取气斜流通风系统中，V型斜流风沟是转子绕组和冷却气体进行热交换的重要部位。其设计优劣关系到发电机运行的可靠性和经济性，是斜流气隙取气氢内冷发电机设计的核心技术之一。气隙取气斜流风沟的型式有侧面铣槽结构、中间冲孔结构和中间铣孔结构。3种结构型式的斜流风沟在汽轮发电机上均有应用，但随着发电机单机容量的不断提高，中间铣孔斜流通风的冷却方式日益显示出其优越性。

　　欧阳全安等<14>对装有进、出风斗和楔下垫条的大型汽轮发电机转子通风冷却系统进行了比例为1：1的静止模拟实验。实验结果表明，中间铣孔结构的取风系数比侧面铣槽、中间冲孔结构的分别大22.5%、48.1%；中间铣孔结构的散热系数比侧面铣槽、中间冲孔结构的分别大68.4%、76.7%；中间铣孔结构的散热面积比侧面铣槽结构多50%；中间铣孔结构的取压系数比侧面铣槽结构的大28.8%，是中间冲孔结构的85%，虽然阻力损失比侧面铣槽结构略大，但中间铣孔结构的冷却效果明显优于侧面铣槽结构和中间冲孔结构。东方电机厂曾对国外600MW汽轮发电机运行情况进行统计，见。从表中可见，中间铣孔结构的斜流风道的冷却效果优于侧面铣槽结构，转子绕组温升较低；前苏联“电力”

　　厂生产的500MW发电机采用的侧面铣槽结构，其转子绕组的平均温升已经高于转子绕组容许温升（70℃）。

　　600MW各种结构的转子绕组冷却效果比较结构型式容量/MW转子绕组平均温升/℃转子绕组最高温升/℃转子绕组最低温升/℃厂家中间铣孔60049-35日立中间冲孔600506830GE侧面铣槽50086（108）-电力目前我国生产的QFSN-200-2、QFSN-300-2、QFSN-600-2型汽轮发电机均采用中间铣孔结构。该结构能有效地避免风道的堵塞，同时加大了通风道，提高转子冷却效果，降低了转子温升。

　　风斗结构优化研究在气隙取气系统中，进入斜流风沟内气体的流量Qd为：60dDQKNSπ×（5）式中：K进、出风斗取风系数，dVKV=风沟内平均速度气隙风速；N发电机转速；D转子直径；Sd斜流风沟截面积。

　　从式（5）可知，当发电机容量和斜流风沟的结构一定时，风斗的取风系数直接影响进入斜流风沟的气体流量，直接影响转子的冷却效果。而转子进、出风斗处的空气动力形状是否合理对气隙取气通风系统的取风系数和取压系数影响甚大，是保证转子绕组内有足够冷却气体的关键。因此，风斗的结构形式及结构参数是气隙取气冷却系统的一个关键因素，国内外对此做了一些相关的理论分析和试验研究。

　　总结气隙取气系统经过改进研究，在转子容量方面和运行安全可靠性方面已经得到了相当的发展。但由于气隙取气系统的复杂性，很多相关的技术和理论都有待进一步改进和研究，如：①转子斜流通道流动特性的研究（包括热阻力和离心力对流动特性的影响）；②转子全隐式进、出风斗的结构优化及其阻力特性的研究；③改进转子结构，以利用离心力提高斜流通道内气体的流量，以改善转子绕组的冷却效果；④利用CFD技术对气隙取气通风系统进行数值模拟，分析研究定、转子间气隙内的流场，以实现气隙及转子通风系统的优化。