研制高效的汽轮机对于蒸汽发电以及燃气-蒸汽联合循环发电效率的提高有重要的意义,是当下推进节能减排的重要技术手段之一。本文对哈尔滨汽轮机厂新设计的燃气-蒸汽联合循环汽轮机组的典型级,即中压第7级的动、静叶的叶型及静叶叶栅的先进设计理念进行了研究,通过亚音速吹风实验和数值模拟,研究了变冲角下动静叶叶型气动特性以及静叶叶栅气动特性,并基于雷诺效应给出了应用于静叶的叶型损失预测模型,为该先进叶型设计理念的吸收以及今后的工程改型、设计和实际应用提供技术支持。首先,为研究该典型级动静叶叶型的变冲角特性,分别以动、静叶10%叶高、50%叶高和90%叶高叶型为基准设计了六套平面叶栅并进行变冲角吹风实验,得出各平面叶栅型面静压曲线变化情况、出口气流角的变化情况以及出口截面上总压损失的变化情况。实验结果显示,各叶型后加载特点明显,叶型对负冲角的变化适应性很强,对正冲角变化十分敏感;动叶叶根处叶型随冲角变化更为明显;静叶叶型对于型面静压压力曲线最低点的控制和损失控制更为优秀,各叶型的最佳来流冲角均为一个小负冲角。其次,对该级静叶进行了着重的研究,对静叶叶栅进行零冲角下的吹风实验,同时以实验叶栅几何尺寸为模型进行静叶环形叶栅的变冲角数值模拟,并通过实验数据对数值方法进行了验证。结果表明:静叶三维叶栅下,叶根处叶型对变冲角尤其是正冲角的变化表现的最为敏感;上下端壁采用倾斜设计优化了叶根处流动,且叶片的正倾斜设计进一步优化了叶根处流动,但损失的峰值仍出现在叶根处;负冲角变化对三维叶栅内流动影响很小,正冲角变化时高损失区尺寸增大,且叶根处变化更为明显,此外,叶根处的通道涡随正冲角的变化也更为明显。最后,为了对静叶叶型的叶型损失机理进行进一步研究,同时为了进一步给出静叶研究的工程实用以及为今后的改型和设计提供技术基础,基于雷诺效应及相关研究和文献给出了一种叶型损失预测模型,分析了其适用于本文静叶叶型的可行性,并根据本文的实验结果和数值模拟结果对模型进行了检验和修正,最终得到了适用于本文所研究的第7级静叶的叶型损失预测模型。