对于大型混流泵而言,其叶轮叶片安放角是否可调是工程实际需求中首要考虑的因素。通过叶片安放角的调节,混流泵具备在不同流量区间内保持高效运行的优势,且在水位发生改变时,也能满足其扬程要求。因此,可调叶片式混流泵在调水工程中得到重大应用,但在其运行过程中,其水力性能随叶片安放角的调节而发生的变化规律没有得到系统的研究与分析,且叶片安放角改变后,混流泵叶轮与导叶适应性将发生变化,该变化将对可调叶片式混流泵内流场和外特性造成一定的影响。本课题立足于西华大学省部级学科平台开放课题项目“导叶式混流泵变工况内流分析及鲁棒优化设计研究”,以某泵企提供的一可调叶片式混流泵为研究对象,在建立了3个叶片安放角下的混流泵模型后,进一步确定其数值计算模型,并在该基础上展开内流数值模拟、旋涡识别和优化设计研究,主要研究工作和成果如下:1.确定了可调叶片式混流泵的数值计算模型,研究了3个不同叶片安放角工况下的混流泵内流场和外特性变化规律,对比分析后发现:随着叶片安放角的增大,叶轮叶片压力面靠近轮缘处的高压区面积增大,而叶片吸力面靠近轮缘处的负压区面积也随之增大。+4°叶片安放角和0°叶片安放角下的导叶段二次流现象以及旋涡结构更多,0°叶片安放角下的导叶段流动较为良好。+4°叶片安放角下的高湍动能区域面积最大,且随着叶片安放角的减小,高湍动能区域面积先减小后增大。混流泵的扬程和功率随着叶片安放角的增大而增大,且其最高水力效率点会随着叶片安放角的增大而向大流量侧偏移。在叶片安放角的增大同时,虽然达到了高流量下的高扬程的需求,但同时可调叶片式混流泵的能耗也在随之增大.2.运用不同的涡识别方法对可调叶片式混流泵内部涡进行了提取,研究表明:+4°叶片安放角混流泵内部高涡量区最大,且随着叶片安放角的减小而减小。3个叶片安放角下,叶轮段最先产生涡的位置都在叶轮进口靠近轮缘处,且随着叶片安放角的增大,该旋涡结构越大。3个叶片安放角在叶轮段主要有通道涡和叶缘分离涡和叶轮轮毂出口的脱落涡,在+4°叶片安放角下的混流泵叶轮内旋涡结构数量最多且结构较大。在导叶段+4°叶片安放角下的混流泵旋涡结构数量最多,但通道涡的数量要少于-4°叶片安放角下,且-4°叶片安放角的通道涡结构较大,在导叶通道内形成堵塞,而0°叶片安放角下的混流泵导叶内部涡结构比较小,其内部流动状况较为良好。3.可调叶片式混流泵能够在不同的流量区间中保持高效的运行,是由于叶轮特性所决定的,通过对叶片安放角的调节,叶轮能够覆盖很宽的流量区间。低导叶损失对应的流量区间随着叶片安放角的减小正在逐渐变窄,若调节后的叶片安放角偏离原始叶片安放角太多,导叶的适应性将变差。叶片安放角的调节会对混流泵叶轮与导叶的匹配度造成影响,原始叶片安放角下的叶轮与导叶之间的匹配度最高,偏离原始叶片安放角越多,混流泵叶轮与导叶动静干涉作用会变得更强,且导叶内部通道涡的数量变多。通过优化导叶叶片的扫掠角,能够对不同叶片安放角下的混流泵的加权平均效率有所提升,并且对导叶内部流动状况有所改善,从而使得叶轮和导叶之间的适应性得到提升