离心泵是一种应用非常广泛的叶片机械,国内离心泵存在工作效率低、使用寿命短、能量损失大等问题。由于叶轮水力模型的设计一直依赖于传统理论的经验公式和设计人员的经验,因此,采用传统方法提高水泵效率的上升空间受到限制。针对上述研究现状,本文突破水泵传统设计理论,受自然界中水流漩涡、龙卷风等呈现的近似阿基米德螺线流动方式的启发,提取该流动过程中产生区、惯性区等具有高效旋转特性的线型,提出了高效水泵叶片水力模型的设计新线型及叶片设计新方法,不仅打破了传统水泵水力模型依赖传统设计理论及设计人员经验的局限性,同时也为叶轮整体设计上寻找到了新的突破。为检验该线型水力模型及其设计方法的有效性,本文以QS50-26离心泵为载体,借助三维软件So lid Wo r k s中放样曲面的操作方式,实现了阿基米德螺线到曲面叶片域的转化,以叶片包角、进口角为限定条件对叶片域进行旋转切割来获取叶片,添加上下盖板构成完整的叶轮。并分别选用不锈钢、尼龙和PLA(聚乳酸)三种材料建立三种选材方案,对叶轮模型进行3D打印,对比三种不同材质叶轮的打印精度、成本和时间,建立目标函数,最终确定以尼龙为打印材料,并以此进行了8组不同包角、进口角叶轮的打印。利用水泵测试平台对8组叶轮进行测试,叶轮最高效率为72.1%,高于原叶轮70%的设计效率,表明新方法具有可行性;同时初级设计者设计的叶轮效率为68%,低于新叶轮效率,说明在同样无经验的情况下,新方法设计适用性更强,易于学习和推广,对于泵业人才的培养更为有利。为进一步完善叶片线型设计和参数优化,借助fluent软件对8组叶轮进行数值模拟,通过对比分析新叶轮与原始叶轮速度场和压力场变化情况,研究结果显示QS5026叶轮在包角98.6°、进口角13°组合下效率最高;叶片包角及进口角对于水泵的效率具有重要影响,叶片包角存在最优值,过大包角会降低离心泵的扬程、流量和效率;适当增加进口角会减小水力损失,提高离心泵效率。这为以后叶片线型设计提供了参考方向。