本论文以离心泵为研究对象,围绕离心泵在出口角改变时所表现出的稳态工作特性,对其稳态性能进行了理论分析和试验研究,并对叶轮内部流场进行了数值模拟。 通过分析离心泵叶轮内部的流动规律,推导出了理想流体相对运动的动量方程和无限多叶片假设下的用出口角表达的理论扬程公式。并用量纲分析的方法,给出了离心泵各参数之间的函数关系。 从离心泵理论扬程方程出发,分析了出口角对泵内损失的影响,得出了从减少机械损失的角度应采用较大的出口角,但从减小水力损失的角度应采用较小的出口角的结论。从离心泵实际扬程方程可知,出口角对离心泵的效率有较大的影响,应合理选择出口角。 从离心泵的理论扬程方程出发,分析了叶片出口角对流量-扬程性能曲线的影响,得到了扬程曲线的斜率与离心泵出口角的关系,以此作为性能曲线是否有驼峰的理论判据。 介绍了离心泵性能测试试验装置、测量仪器、数据采集及处理方法。 利用离心泵性能测试试验装置进行了稳态性能试验,根据试验结果,对试验数据进行了分析,得出了叶片出口角的改变可以改变离心泵的各个性能参数,可以满足不同工况的需求。 采用数值模拟软件对试验泵的叶轮进行三维造型设计,应用离心泵内部流动的广义流动方程及湍流动力学模型给出流动控制方程,对离心泵稳态过程内部流体流动进行三维流场分析,得出了模型的内部流动情况,以检验水力设计的优劣。