研制高效节能的轴流风机,对节约能源、提高国民经济发展水平、保护环境等方面都具有重要意义。影响轴流风机性能的主要因素是风机的叶型设计,叶片设计中的环量分布直接代表了加功量如何分配,环量分布形式对风机设计而言至关重要。针对小型轴流风机存在压力系数大,相对损失大等问题,本文提出一种变环量流型—环量沿径向呈线性增加,通过数值模拟及实验室实验相结合探索变环量流型对风机性能的影响,分析风机内部的流场特性,并探寻对此类风机而言,变环量比值与风机最高效率之间的变化关系。本文对叶栅实验数据图表进行公式拟合,在Excel电子表格中进行风机气动设计,选取圆弧板叶片,设计加工了变环量比值K为1.15、1.2、1.25、1.3、1.35的五种叶轮。利用三维软件绘制叶轮的造型图、模具图以及下料图,并自行加工叶片模具图,确保叶片的加工精度。对五种叶轮分别进行了数值模拟,结果显示,五种叶轮的风机效率曲线与轴流风机特性曲线吻合,且随着变环量比值的增大,风机最高效率先增后降。当变环量比值K=1.25时,风机的全压效率曲线最高。在叶片表面及叶轮出口截面,压力均沿着叶高方向逐渐增大。在叶轮表面,沿叶高方向,速度值逐渐增大;在叶轮出口截面,气流偏转角度较大,气流速度有较大的提升,与理论分析吻合。通过风机性能试验,获得五种叶轮的风压及效率曲线。结果显示,随变环量比值的增大,风机最高效率先增后减,存在最佳变环量比值;利用五孔探针测试风机在最高效率工况下的内部流场,获得五种叶轮出口与导叶中间截面的全压及三维速度沿径向的变化曲线,并分析曲线中与设计曲线不完全吻合的原因。通过本文的工作,分析了变环量流型对低压轴流风机性能的影响,丰富了变环量流型风机的实验研究,并为高效轴流风机的设计研究提供了一种思路。