离心泵的应用十分广泛,在农田灌溉、石油化工、轻工食品业、城市排给水、船舶工业和采矿业中都扮演着重要角色。在实际使用过程中,汽蚀很大程度上限制了离心泵的效率和性能。目前防止泵汽蚀的主要措施是提高装置汽蚀余量,但是要从根本上提高泵的抗汽蚀性能,还需要对泵加装诱导轮并进行结构优化。本文设计了一种可以输送清水及类似清水介质的单级单吸式诱导轮离心泵,利用Proe(Pro ENGINEER)软件进行整机流场的三维实体建模,再将模型导入ANSYS软件中模拟,得出不同汽蚀余量下的叶轮气体体积云图、诱导轮叶面的速度矢量图、诱导轮上气泡体积分数为10%的等值面图等,同时通过对模拟数据进行处理分析预测诱导轮离心泵的空化曲线。结合以上数值模拟方法,改变诱导轮的叶数、后掠角以及其与离心泵之间装配间距等结构参数,对组合好的离心泵整机模型进行模拟,通过分析模拟结果得出最佳的诱导轮离心泵结构。结果表明:(1)加装诱导轮之后,离心泵叶轮上低压区域分布范围明显减少、临界汽蚀余量显著降低,并且当汽蚀发生时,有诱导轮的离心泵扬程下降更缓慢。(2)单叶片诱导轮存在结构上的不对称性,叶片对轴截面流体做功不平衡,运行不稳定。双叶片诱导轮叶片数较小,叶间排挤小,可能会出现交替汽蚀的情况。三叶片诱导轮能保证流体速度和压力的均匀分布,将气泡压控在轮缘区域,防止扩散,又能给主叶轮入口处液体较大的旋转分量,降低其相对速度,可以有效提高泵的抗汽蚀性能。(3)后掠角较小时,进口液体增压过程短,气泡向轮缘移动速度慢。后掠角较大时,进口冲角增大,进口处液体对于诱导轮的冲击也随之增大,造成更加严重的汽蚀情况,使得汽蚀性能降低。本次模拟的最佳诱导轮后掠角为120°。(4)装配间距过大,主叶轮的回流和泄漏更严重。装配间距过小时,诱导轮与叶轮之间排挤增加,流体湍动增强。靠近后盖板区域有较强湍流,气泡不易扩散。模拟研究得出最佳装配间距为10 mm。