潜水轴流泵广泛应用于泵站和市政排水领域。由于工作环境在水下,日常管理和检修不便,所以潜水轴流泵的稳定运行至关重要。本文着力于对叶片进行后掠性设计,探究其对轴流泵性能的影响,主要工作如下:1、在原有试验台基础上,重新设计了适用于本文模型的管路系统,并对所需仪器仪表进行选型,搭建完成了试验台。2、完成了水泵外特性试验,并验证试验台可靠性。通过数值模拟得到潜水轴流泵外特性数值计算结果,与试验值结果吻合。3、对原型叶片进行后掠设计,得到20°、40°和60°后掠叶片,通过数值计算探究不同后掠角度的后掠叶片对轴流泵外特性、汽蚀性能以及内部压力脉动的影响。从轴流泵外特性模拟结果来看,发现适宜后掠角度的叶片可以提高水泵水力性能,延长水泵运行高效区。20°后掠叶片泵扬程、效率均高于原型泵,在四个方案中表现较好。从汽蚀数值模拟结果来看,发现后掠角度越大,水泵越容易发生汽蚀;但在相同进口压力下,后掠叶片可以改善叶片表面气体体积分布,后掠角度越大,气体体积分数越小。综合来看,20°后掠叶片提高一定水泵扬程同时,发生汽蚀时进口压力仅比原型泵提高3KPa,综合表现较好。从压力脉动模拟结果来看,发现40°后掠叶片对压力脉动改善效果最好,因此合适角度的后掠叶片能够改善运行时的稳定性。随着水泵进口压力的降低,各监测点处转频和低频区振幅均增大,并且低频区振幅在导叶出口处增幅最为明显,可以通过监测导叶出口截面压力脉动振幅变化来进行轴流泵的汽蚀故障诊断,当振幅增幅达到11.3倍时,可判定泵产生汽蚀。