低比转速离心泵在石油、化工、国防、航天以及农业排灌和城市供水等领域得到了广泛应用。目前，研究人员已对无过载离心泵和复合叶轮低比转速离心泵进行了大量研究，但对无过载复合叶轮离心泵研究还很少。本文借助于Fluent数值模拟软件和外特性试验，对复合叶轮离心泵无过载性能进行正交试验研究，取得的研究成果和创新点有：　　 1、从外特性试验研究、理论及数值研究、内部流场测试以及优化设计四个方面总结了复合叶轮离心泵国内外研究进展，并简要介绍了无过载离心泵研究概况。　　 2、介绍了全流场性能预测原理，借助于Fluent数值模拟软件分别对普通叶轮离心泵、复合叶轮离心泵和无过载复合叶轮离心泵进行全流场性能预测及流场分析。性能预测结果与实验结果对比表明，全流场性能预测与实验结果较为一致。对三台模型泵内部流场的分析从静压力场、相对速度场两方面进行，初步揭示了一些无过载复合叶轮离心泵内部流动规律：与普通设计复合叶轮离心泵相比，无过载复合叶轮离心泵内部压力梯度较小，而在大流量区，普通设计泵内压力等值线分布更加均匀；各工况下无过载泵具有更为均匀的速度分布。　　 3、根据朱祖超改进的Pfleiderer滑移系数公式，首次推导出了复合叶轮离心泵扬程及轴功率极值点预估公式，根据现有试验结果对轴功率极值点公式进行初步修订，并对扬程和轴功率极值点预估修订公式进行试验验证。结果表明，可以在设计前利用扬程预估公式对复合叶轮离心泵扬程进行预测，而轴功率预估修订公式的有效性还需要进一步的试验验证，从而指导工程实践。　　 4、选择对复合叶轮离心泵无过载性能影响较为重要的叶片出口安放角β2、叶片出口宽度b2、分流叶片进口直径Di和喉部面积Ft四个几何参数为变化因素，确定了复合叶轮离心泵无过载研究的正交试验方案。采用基于Fluent的全流场数值模拟预测进行正交试验，并通过实物成型试验对Fluent预测正交试验选优方案进行验证。对模拟结果和试验结果的极差与直观图进行分析，分别得出因素对各性能指标影响的主次顺序，并分别得出了正交试验选优方案。对比数值模拟和实物试验结果及选优结果，可以看到，利用全流场数值模拟对复合叶轮离心泵进行性能预测，从而进行正交试验研究，得出较优的设计方案是可行的，可以大大减少试验成本，缩短试验时间，指导工程实践。　　 5、根据已有的大量实验数据，对无过载复合叶轮离心泵的设计提出了初步建议，并给出了无过载复合叶轮离心泵设计满足的基本约束方程。