深井离心泵是抽取地下水的主要设备,在农田灌溉、给水排水工程等领域有着非常广泛的应用。随着全球淡水资源日益匮乏,我国局部干旱逐年加剧,地下水水位逐渐降低,广大用户对深井泵的需求越来越大,对深井泵性能的要求也越来越高。如何进一步提高深井离心泵的性能,降低能耗,已成为相关学者的研究重点。　　 有资料表明,导叶内的水力损失约占泵内水力损失的40％～50％。在深井离心泵的设计中,导叶的设计也不容忽视。本文结合国家“863计划”项目“变量喷洒低能耗轻小型灌溉机组”中关于研发新型节能节材深井离心泵的要求,对深井离心泵的导叶进行研究,对导叶的内部流场分布及非定常流动进行分析。　　 本文在分析国内外深井离心泵设计方法和试验研究的基础上,基于CFD技术,通过数值模拟、内部流场分析、性能预测和试验研究等方法,对深井离心泵导叶的设计和优化做了一些研究,主要的研究工作及成果如下:　　 1.简要总结了国内外深井离心泵的研究进展,介绍并分析了深井离心泵中常用的导叶形式及其设计方法。对深井离心泵中的叶轮极大扬程设计法的研究思路做了较为详尽的阐述。　　 2.对导叶设计中常用到的速度矩保持性定理进行了推导和验证。数值计算结果表明,在叶轮出口边斜切后,速度矩沿径向的变化规律是满足保持性定理的,但是沿轴向的变化规律发生了改变,速度矩沿斜切方向逐渐下降。此结论为探索出适合叶轮极大扬程设计法的导叶设计思路奠定了理论基础。　　 3.针对采用极大扬程设计法的新型深井离心泵,对其关键的数值模拟设置方法进行研究,分别在不同的网格数、不同的残差收敛精度、不同的湍流模型、不同的流场计算方法下进行了数值模拟；并对不同级数的深井离心泵模型的数值模拟结果进行了讨论；从而选择出了适合深井离心泵的数值模拟设置方法。并通过预测结果和试验结果的对比分析了两者之间存在误差的因为,证实了后续研究的可行性及准确性。　　 4.依据速度矩沿轴向的变化规律发生了改变这一结论,设计出了进口边扭曲的三维曲面反导叶,并按照速度矩保持性定理设计出了传统的圆柱形导叶,对两种导叶的内部流场进行了分析比较。为了量化导叶的压力转换性能,首次定义了导叶效率的概念。对比结果表明,三维曲面反导叶的导叶效率较高,导叶设计符合泵体内部的流动规律。　　 5.对采用三维曲面反导叶的深井离心泵进行了样机的加工制造和外特性试验,结果表明,采用三维曲面反导叶的样机效率达到66.59％,超过了国家标准64％的规定值。试验结果与数值计算结果的变化趋势基本吻合,证实了采用数值模拟来预测泵性能的可行性。　　 6.利用正交试验的方法,对流道式导叶的关键结构参数进行研究,采用L9(34)正交表,通过对9个导叶设计方案的数值计算进行的极差分析,得到了流道式导叶的结构参数对泵性能影响的主次顺序,进而依据正交试验结果设计出了最优导叶水力模型,样机试验结果表明,装配该导叶的深井离心泵的泵效率高达67.51％,单级扬程为13.84m,效率和扬程均明显提高。　　 7.对采用三维曲面反导叶的新型深井离心泵进行了整机的非定常数值计算,通过布置监测点,得到了其流道不同位置的压力脉动结果,从而分析了深井离心泵内部的动静耦合过程。流道内各个监测点的压力脉动的主频均为叶频的一倍频左右,泵体振动频率较小,可靠性较高。