离心泵作为一种重要的流体输送机械,在国民生产生活中有着至关重要的作用。叶轮作为离心泵最主要的过流部件,其自身性能的好坏对提高离心泵效率存在着深远的影响。国内外学者对泵内流动特性的相关分析研究有很多,但基于离心泵内部流动的复杂性,限制了对离心泵进行更深层次的研究。本文以离心泵叶轮为研究对象,基于PIV技术针对其内部流动及能量损失特性,进行了如下工作和研究:(1)对离心泵内部流动、能量损失特性以及PIV试验研究的国内外现状进行了总结。(2)对离心泵叶轮内流场流动特性进行了分析,发现:离心泵转速在800r/min时,叶轮流道内部流动比较稳定均匀。当离心泵转速在600r/min时,偏离设计转速过多,在1.0Q_d时对应的流道内部会有不稳定流动出现,流场流动不均匀,并伴随出现低速流体区。(3)在整个叶轮流道中,相对于流道的压力面,吸力面附近最先出现低速流体区,进一步发生流动分离现象并伴随产生旋涡;当流量减小到一定程度时,吸力面和压力面附近会同时出现两个旋向相反的旋涡,并随着流量的减小,逐渐阻塞流道,位于流道内部的吸力面涡逐渐向叶片进口方向移动,对应压力面涡则逐渐向叶轮出口方向移动。(4)进行能量损失特性研究,提出了基于欧拉扬程的泵内能量损失的定量表达,结果表明:在叶轮流道内部,在叶片进口位置欧拉扬程最小,沿流向方向到叶轮出口之间,对应欧拉扬程整体逐渐增大,在靠近叶轮出口r/r_m=0.89位置附近开始出现小幅度减小。在叶片进口位置绝对液流角最大,沿着流体流动方向,绝对液流角先迅速下降后缓慢下降,在靠近叶轮出口r/r_m=0.89位置附近开始出现小幅度增加。此外,随流量的减小,绝对液流角逐渐减小。(5)同一流道内部,位于叶轮叶片尾缘吸力面附近存在一个较大的高欧拉扬程区域,随着吸力面正向旋涡的形成和加强,该区域欧拉扬程逐渐增大;沿周向至叶片尾缘压力面附近,随着压力面叶片尾缘附近反向旋涡的出现和加强,欧拉扬程逐渐减小。对比可以发现:叶轮叶片吸力面附近的正向旋涡对欧拉扬程的增加具有促进作用,位于叶片压力面附近的反向旋涡对欧拉扬程的增加具有抑制作用。