轴流泵作为一种高比转速、大流量、低扬程泵,技术成熟、运行维护方便。目前,被广泛应用于农田灌溉工程,调水工程,防洪排涝工程,市政供水工程,化学工业,船舶工业等各个领域。叶轮进口导水锥支架为使用挡板支架将连同叶轮旋转的导水锥固定在进水流道出口处并与叶轮脱离的导水锥形式,主要应用于工程施工。进口导水锥支架具有结构简单,施工方便等特点,相对成本较低,具有良好的实用性、经济性和可靠性,可以显著提高施工效率,对轴流泵使用过程中检修叶轮也可以起到辅助作用。叶轮进口导水锥支架对于施工、检修方面的有益影响已经在工程实际中得到充分认可。目前,工程上有些已投入使用的泵站进口导水锥设置有支架,导水锥与叶轮轮毂体是分开的,而轴流泵泵水力模型进口导水锥与轮毂体是整体的。这样一来,探讨这种设置的不同对水泵水力性能的影响有什么不同就变得有必要且有意义。为了研究叶轮进口导水锥支架的设置对轴流泵的水力性能、压力脉动以及叶轮和导叶受力情况的影响,探究进口导水锥支架对轴流泵不同流量工况的影响程度,进而分析轴流泵运行过程中设置进口导水锥支架的优劣,本论文采用理论分析、模型试验和数值模拟方法,对有、无进口导水锥支架的轴流泵进行研究。通过能量试验测试了进口导水锥支架对轴流泵外特性的定量影响,采用高速摄像机追踪记录了设置进口导水锥支架后泵内水流的变化情况,利用非接触式的LDV流场测试技术对比分析了有、无进口导水锥支架对流场的扰动情况;通过数值模拟研究了进口导水锥支架条件下的轴流泵内部三维定常与非定常流动特性,利用轴流泵模型试验的外特性和内流场结果验证了数值模拟结果的可靠性。对比分析了有、无进口导水锥支架的轴流泵流场变化、压力与脉动变化以及叶轮受力情况。获得的主要成果如下:1.开展轴流泵泵段模型试验与数值模拟研究,结果表明,两种方案的能量特性试验扬程结果整体吻合较好,但在小流量,有进口导水锥支架的泵外特性曲线马鞍形最低点扬程上升1.82m,表明轴流泵设置进口导水锥支架可以有效提高小流量工况的扬程。但高效区效率出现下降,最高效率下降了 2.56%。在设计流量工况,有进口导水锥支架的叶轮进口流态均匀;而在小流量,当回流范围较小的情况下,设置进口导水锥支架并不会对回流产生太大影响,但当叶轮进口出现预旋进而向上游延伸（马鞍区）时,进口导水锥支架可以有效打破预旋,阻断回流的延伸,改善入流条件。2.利用数值模拟计算得到不同流量工况下的水力特性。进口导水锥支架的设置影响叶轮轮毂附近速度分布;出现局部回流的小流量工况,支架的设置使得轮毂附近轴面速度负值消失,一定程度改善回流,随着水流的前进,支架对叶轮域的速度分布的影响程度逐渐减小;在出现马鞍区的小流量工况,叶轮域进口位置的速度分布出现较大变化,周向速度减小,轮毂附近轴面速度负值绝对值增加,随着水流的前进,支架对叶轮域的影响程度逐渐减小。3.不同流量工况,进口导水锥支架的设置对于在轮毂附近的叶片位置表面压力影响较大。设计流量工况,其余位置与无支架相比,变化较小;在出现局部回流的小流量工况,前中部压差出现轻微增大,叶片负担增加;在出现马鞍区的小流量工况,叶片表面压力分布出现较大变化,前中部压差出现增大,使得叶片做功能力得到一定提升,但叶片负担增加,同时叶片头部出现低压,会导致空化。4.进口导水锥支架的设置产生的动静干涉使得水流的压力脉动以叶频为主频的脉动幅值得到增强。在设计流量工况,叶轮进口低频脉动幅值出现轻微增加;在出现局部回流的小流量工况,叶轮进口和出口均出现大量低频脉动,支架的设置使得导水锥进口位置低频脉动幅值出现增加;在出现马鞍区的小流量工况,支架的设置使得叶轮进口位置的低频脉动出现减小,其余位置脉动变化不明显。5.在设计和出现局部回流的小流量工况,有、无进口导水锥支架,叶轮所受的轴向合力和径向合力变化较小,但在出现马鞍区的工况,轴向合力出现增加,径向合力变化不大。进口导水锥支架的叶轮受力与无支架相比,不同流量工况的轴向力和径向力峰峰值均出现轻微增加。设计流量工况,支架挡板数与导叶叶片数相同,叶片受力变化规律与无支架的情况相同,一个旋转周期内存在与导叶叶片数相同的波峰和波谷;小流量工况,由于水流紊乱,有、无进口导水锥支架,叶轮受力规律性均较差。