本文以某船用空调器多翼离心风机的校企合作项目为基础,围绕其中出现的在原型机数值模拟过程中忽略叶轮进口泄漏间隙而引起的在大流量下性能急剧下降并与试验数据偏差较大以及风机静压不足和尺寸受限等问题展开。为解决以上问题,本文针对不同尺寸的叶轮进口泄漏间隙对风机性能的影响进行研究,着重对比了有无泄漏间隙下的内部流动特点,然后尝试利用蜗壳内部安装防涡圈以及叶轮优化等不会影响风机整体尺寸的方法来提升其整体性能。首先利用定流量及压力边界条件对原型机进行数值模拟,并利用试验数据验证了计算方法的有效性;内部流场的结果显示,蜗舌处的叶轮段存在多翼离心风机中常见的跨叶轮流动现象;同一工况下,随着叶高的增加,跨叶轮流动对风机出口处叶轮段的封锁区域越大,对流场的破坏越剧烈,且同一叶高下,随着流量的减小,跨叶轮流动现象也越剧烈。其次对不同尺寸的叶轮进口泄漏间隙模型进行数值模拟及分析,结果显示当泄漏间隙存在且尺寸越大,风机性能越差且间隙泄漏量越大,当数值模拟中忽略泄漏间隙时,大流量下前盘区域形成的低速高静压区使叶轮出口气流被前盘处气流挤压,且靠近前盘侧的蜗舌处形成低静压区,在出口背压的作用下发生大量回流使风机性能急剧下降,与理论分析结果产生偏差。最后对防涡圈及叶轮等结构参数对风机性能的影响进行了优化和研究,结果显示,防涡圈及其长度尺寸在不同工况下对风机性能的影响不同,并会在蜗壳内部形成更大尺度的涡流,进而对叶轮内部及其进气状态产生影响,导致风机性能下降;采用田口设计中的正交试验对该叶轮的结构参数进行优化,结果显示优化后的风机叶轮对气流加速作用更好、周向速度更均匀、做功能力更强且效率更高,其在额定工况点下的静压相比蜗壳宽度优化前的样机提升了约10.3%,并使全工况下的静压都得到了较大的提升。