轴流泵叶轮与后导叶轴向间隙内水流流动状况对泵性能有明显的影响。本文主要通过三维激光测试手段研究叶轮出口流场的流速分布规律及其与泵性能之间的关系。这对验证数值计算结果,优化轴流泵叶轮和后导叶设计,提高水泵的运行可靠性具有现实意义。在国内首次采用3D-PIV技术对该流场进行了详细的测试,取得了五种工况下的三维流场。实验装置中的轴流泵采用ZM60水力模型叶轮,直径为150mm,4张叶片;后导叶外径为150mm,内径为60mm,7张叶片。为了测试需要,采用全透明的圆柱形叶轮室,并在外面固定一内注清水的有机玻璃方形水箱,以降低圆管曲面产生的折射。首先,在固定转速1450r/min时,对轴流泵进行外特性测试,得出水泵的性能曲线,并确定出实验所要采用的5个工况点;其次,利用3D-PIV仪器,在解决了测试断面的三维标定之后,测取了叶轮与导叶轴向间隙流场中的粒子图像;再次,使用Insight3.4软件对所得粒子图像进行前处理得到三维速度矢量,并把三维矢量导入到Tecplot9.0软件中进行后处理,获得各个工况下的轴面流场图,通过插值计算获得速度分布等值线图,分析了测试流场的流动规律,并分别与CFD数值模拟结果和无后导叶测量结果进行比较;最后,对实验的误差来源进行了分析,提出了一些具体的消除和改进措施。测试区域水流具有明显的三维流动特征,但在大于高效点工况的流量范围内,径向分速是很小的。小流量工况,在叶片出口靠轮毂范围出现了明显的回流,各轴面上流速分布差别较大,总流态表现出不稳定性。大流量工况,各轴面上流速分布相似,流态稳定,靠轮毂处轴向速度较小。与无后导叶运行时相比,流态改变不明显。在小流量范围,测试结果中回流区比CFD计算结果范围大,靠轮毂处轴向流速小,测试结果与计算结果差别明显。设计流量及大流量范围,除周向速度外,流速分布趋势基本吻合,偏差较小。使用3D-PIV技术对轴流泵叶轮出口与后导叶间流场进