单级高压比离心鼓风机具有高效能,工作范围宽,稳定性好,结构紧凑,易维护等特点,广泛应用于国民经济的诸多重要领域,是众多工业部门输送气体介质的核心装置与主要能耗设备。近年来,随着国家对节能减排政策的持续推进,提高效率与降低能耗成为离心鼓风机领域的重要研究方向。本文以某单级高压比离心鼓风机为研究对象,对叶轮部分进行设计优化,并对叶轮与扩压器的匹配进行深入研究,具体内容包括以下几个部分:（1）叶轮部分的反问题设计优化。由于原叶轮的出口马赫数较高,导致小流量工况下由激波、附面层流动分离与二次流等造成的损失较大,使得小流量工况范围较窄。采用Advanced Design Technology软件对叶轮进行反问题设计优化,通过调整叶片载荷分布,减少了小流量工况下的内部流动损失,拓宽了小流量工况范围。（2）扩压器与蜗壳部分的正问题气动设计。对优化后的叶轮进行扩压器和蜗壳设计,并通过数值模拟软件Numeca及CFX对整机性能进行分析,保证设计的可行性与可靠性。（3）不同类型的扩压器匹配性研究。由于叶轮与扩压器之间存在动静干涉现象,合理的扩压器设计方案对鼓风机整级性能和稳定性有较大影响。首先,分别采用无叶扩压器,全高叶片扩压器,半高叶片扩压器和串列叶片扩压器与叶轮进行适配性研究,同时考虑扩压器出口流场的均匀程度及流体流速对蜗壳气动性能的影响。结果表明相对于其它形式型式的扩压器,采用半高叶片扩压器得到的整机性能较好。（4）半高叶片扩压器参数对性能影响的规律。通过改变半高扩压器几个重要设计参数:扩压器叶片数,扩压器叶片宽度,半高扩压器的相对位置（扩压器前缘D3与叶轮直径D2的比值、扩压器出口D4与叶轮出口D2的比值）,研究其对整机性能的影响,最终得到了最佳参数下的半高叶片扩压器,并分析了不同参数变化对扩压器流场和性能的影响规律。（5）实验验证。对上述研究的叶轮、扩压器、蜗壳部分进行加工实验,结果验证了数值模拟分析结果的可靠性。本文研究成果可以为鼓风机设计人员提供设计参考,为相关企业创造更高的经济效益和社会效益。