本文旨在研究新型横流5kW CO₂激光器气体流动和热交换系统,利用通风机原理设计并计算了激光器风机结构参数,根据气体传热学原理分析计算热交换器换热能力。对气体流动与热传导的关键技术问题进行了深入研究。（1）设计了横流5kW CO₂激光器通风机参数,包括叶片的尺寸与叶型、叶轮进口直径、叶轮出口直径、叶片进出口宽度、进出口叶片角、叶片数、蜗壳宽度及蜗壳内壁型线等。实验测试表明,放电区内气压变化平稳,气体流速平均在63m/s,放电区风速均匀。（2）分析了激光器内部循环热交换过程,建立了以圆形翅片管束组成的热交换器的热平衡方程,进行了具体的换热计算。理论分析表明,热交换器中翅片管束结构合理,性能稳定;实验结果显示,放电区平均温度保持在25℃,低温水温度变化幅度平缓,能够稳定在11℃,换热能力满足工作气体的换热要求。（3）本文创新性地采用轻质材料替代钢质材料用于风机叶轮制作,减轻了风机的重量,降低了噪音;激光器的设计中采用单放电盒、单组风机取代双放电盒、双风机,实现高功率CO₂激光输出,缩小了激光器的体积。通过5kW横流CO₂激光器气体流动系统与热交换系统的理论与实验研究,获得了具有实用价值的风机及热交换器的结构参数,总结了气体流动规律,对开发新型横流激光器具有一定的理论意义及实用价值。