为保证燃气轮机涡轮空心叶片在高温下的力学性能与强度,采用化学气相沉积（CVD）法在空心叶片内腔气体流道表面制备铝化物高温防护涂层。为提高CVD铝化物涂层的沉积质量,需对CVD沉积工艺与CVD设备内部结构进行优化,但使用仪器测量较难准确得到CVD设备内部装置的流场状态以及压强、温度这些参数的变化,同时CVD实验成本较高,很难通过重复实验来改进工艺。因此,本文使用计算流体力学（CFD）方法来指导优化CVD反应器的结构与CVD制备工艺。采用计算流体力学软件搭建了用于探究CVD反应器内部前驱体流场状态的仿真模型,并进行了仿真分析。以CVD反应器作为研究对象并进行三维建模;划分网格并对网格质量做出评价;最后根据本实验室过往的实验数据确定边界条件,如流场状态、前驱体组分比例、进出口及壁面条件等后进行仿真计算。利用仿真计算结果对CVD反应器结构与CVD制备工艺进行了优化,分别研究了不同反应器内部结构、反应器尺寸比例以及前驱体平均进气流速这三个方面对CVD反应器内部流场的影响。最后得出结论,本CVD反应器选择中部无孔,四周多孔的B型布风装置作为内部结构优化方案,能使前驱气体均匀地从进气口流向反应器内部;本CVD反应器外部结构优化方案应采取将本CVD反应器底部直径与底部到反应器顶盖下沿的距离比例控制在1:2至1:2.5之间,此比例区间能扩大有效沉积区间;本CVD制备工艺优化方案应将进气口初始平均流速Va提高到经验数据平均流速的2倍左右,小于2.5倍（0.13 m/s≦Va<0.1625 m/s）,即将前驱体总体进气流量提升至480 L/h至600 L/h之间。为验证CFD仿真指导CVD工艺优化方案的有效性,进行了CVD铝化物涂层制备实验,利用涂层性能表征手段以及数理统计方法对实验结果进行分析,探讨了过高流速的工艺优化分案无效的原因以及提升前驱体进气流速的工艺改进方案的有效性。结果表明,经优化后的CVD工艺可以制得所需的β-Ni Al相铝化物涂层,并且流速越高,涂层越厚,但是高于2.5倍V经验的流速工艺改进方案受到反应器内部涡流与低温前驱体的影响会导致在试样表面无法沉积铝化物涂层;而2.5倍V经验的流速在不同位置并不能沉积厚度一致的涂层,因此最佳CVD工艺优化方案选择为2倍V经验流速,此工艺所制得不同位置的试样的涂层非常均匀,涂层厚度之间无显著性的差异。