为了设计出比较高效的离心叶轮，科研工作人员从各种角度来研究气体在叶轮内流动的规律，寻求比较好的叶轮设计方法。较早使用的是一元的设计方法，通过大量统计数据和一定的理论实践分析，获得轴流螺旋风管机的各关键截面气动与结构参数的选择规律。在一元方法使用初期过程中，我们可以简单地通过对螺旋风管机关键截面的平均速度实现计算，确定离心叶轮与蜗壳的关键参数情况，且一般叶片型线要采用的是简单的单圆弧成型。这种方法比较粗糙，设计的螺旋风管机性能是需要设计人员有丰富经验的，有时甚至可以获得性能不错的螺旋风管机产品，但多数情况下，设计的螺旋风管机效率仍然比较低下。为了实现螺旋风管机的改进，研究人员对叶轮轮盖用的是过流断面概念，这样设计出来的离心叶轮的轮盖为两段或是多段的圆弧，这种方法设计的叶轮比一元设计方法效率有显著提高，但是此方法设计的螺旋风管机轮盖加工的难度很大，成本也高，较难用于大型螺旋风管机与非标螺旋风管机的生产。