空化是液体中特有的一种复杂物理现象,水力机械在运行过程中常会因为局部压力较低产生空化,造成振动噪声空蚀等,严重影响机械的正常运行,因此研究空化的抑制手段具有重要意义。本文选取比转速为700,型号为350ZQ-70的轴流泵为研究对象,分析了其外特性和内部流动特性,以布置障碍物为主要手段探索空化抑制,将障碍物分为展向和流向两种形式进行研究。首先分析了展向障碍物的布置位置,并在此基础上提出了在叶片背面布置流向障碍物,在验证了该结构能够提升轴流泵抗空化能力的基础上,分析流向障碍物的展向布置位置和高度参数对空化抑制的影响。本文研究的主要内容和结果如下:（1）采用数值模拟方法研究轴流泵的水力性能和空化特性,并通过轴流泵的水力性能实验验证了数值模拟计算结果的可靠性。对轴流泵在非设计流量下的空化特性进行分析,发现大流量工况下运行的轴流泵扬程提前断裂,小流量工况下轴流泵稳定运行的范围扩大,扬程断裂也滞后。根据空化特性曲线将空化过程分为:初生、发展和剧烈三个阶段。并对设计流量下的空化进行瞬态计算发现:空化初生阶段,叶片背面进口存在较少的附着型空泡,并不影响泵的性能;空化发展阶段,扬程先上升后缓慢下降,附着型泡空化发展为片空化,此时空泡大都稳定的附着在叶片背面,形成了一块较为光滑的区域,流动损失减少,导致泵扬程略微升高;剧烈空化阶段,空泡大片脱落,堵塞流道,使流道内有效过流面积减少,严重影响泵的正常运行,叶片载荷降低,泵逐渐失去做功能力,扬程大幅降低。（2）展向障碍物的布置位置对空化的抑制效果起重要作用,在叶片背面均匀选取9个弦向位置分析对空化的影响,发现展向障碍物布置在中后段的效果优于前段,布置位置太靠前会造成泵的扬程提前断裂,对空化产生不利影响。通过布置展向障碍物可以使布置位置至叶片进口的流线分布更均匀,减少偏流和回流,同时障碍物阻挡了近壁面边界层内的流体流动,增大了压力,抑制空化发展。其中布置在0.6lx时效果最好,在空化发展时将空泡体积减少了65.87%,剧烈空化时减少了30.88%,并将断裂扬程提高了12.19%。布置在0.8lx的效果次之。在此基础上,在0.6～0.8lx范围内布置连续多个展向障碍物,分析多个展向障碍物对叶轮内部流动的影响。发现当空化发展至布置位置时,效果最好,布置多个障碍物对压力的影响与单个展向障碍物一致,均是缩小叶片背面进口的低压区域,在障碍物前方和后方出现局部高压区和低压区,其中首个障碍物对压力的影响最大,产生的高压区和低压区较明显,由于多个障碍物对流体阻挡作用的叠加,使障碍物越接近叶片出口,产生的高压区和低压区越小,在空化发展时将空泡体积减少了75.65%,剧烈空化时减少了28.49%,并将断裂扬程由3.63 m升至4.134 m,使其提高了13.88%。对比单个展向展向障碍物的空化的影响,发现布置多个展向障碍物对空化的抑制效果优于单个展向障碍物。（3）在发现展向障碍物布置在叶片背面中后段对空化的抑制效果较好的基础上,本文提出了一种在叶片背面中后段布置流向障碍物,考虑在展向方向约束流体流动从而抑制空化。通过数值模拟发现布置流向障碍物有效的阻挡了偏流,削弱了部分回流,梳理了紊乱的流场,改善了流动状态,优化了复杂的流动结构,对空化的发展起到了较为明显的抑制作用。布置流向障碍物后的模型明显将叶片背面不同圆周截面上的低压区范围缩小,增大了叶片背面高压区域,限制了低压区向出口位置扩张,减小了逆压梯度,引起了进口边相对高压,使空泡形态发生了改变,抑制了空化。空化发展时效果最好,将空泡体积减少了72.5%,剧烈空化时减少了34.4%,并将断裂扬程由3.63 m升至4 m,提高了10.19%。（4）进一步对流向障碍物的展向位置和高度参数进行研究,发现空化初生和发展时不同展向位置的障碍物均能够阻挡来自轮毂的偏流和回流,使流线分布更加均匀,减少了能量的耗散,其中布置在中间截面上的流向障碍物效果最好,可以同时对轮毂侧和轮缘侧产生影响,剧烈空化时,布置在轮缘侧的障碍物效果较差,流线分布较紊乱。随着障碍物高度参数的增大,障碍物前缘产生的局部高压区增大,但障碍物侧面和顶部的低压区也随之扩大,高度参数对空泡体积和空化性能的影响较小,其中高度为3 mm时,在剧烈空化阶段将泵的效率提高了3.118%。