前口环间隙是泵体密封环与叶轮前口环形成的径向间隙,其对离心泵水力性能的影响大。本文自主搭建了离心泵试验台,并专门设计和加工制作了不同外径的叶轮前活动口环,安装在叶轮上用来改变其与泵体前密封环所形成的径向间隙大小,实现了在同一叶轮上可改变前口环间隙大小的目的。依据前口环间隙为0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm的试验和模拟结果,研究了前口环间隙变化对离心泵水力性能影响的规律。本文主要研究内容如下:1.自主搭建了离心泵试验台,专门设计和加工制作了所需的试验装置,在全流量工况下,试验得到不同前口环间隙下泵性能曲线及空化性能曲线,试验结果发现前口环间隙增大会造成离心泵的扬程和效率下降,且泵更容易空化,其抗空化性能更差。试验发现前口环间隙在0.2-0.4mm范围时,该类型号离心泵的综合性能最优。2.专门设计了泵腔压力测试装置,在前后泵腔不同半径处分别加工了测压孔,并设计安装了稳压装置系统,确保了测试结果的准确性。在不同前口环间隙下,试验得到正常工况下前后泵腔压力分布曲线及空化工况下前后泵腔压力分布曲线。试验结果表明,前口环间隙变化对前泵腔压力分布影响大,对后泵腔压力分布影响很小。3.研究了前口环间隙变化对泵轴向力特性的影响,在试验泵平衡腔上开设了测压孔,用来测试平衡腔区域的压力值。在不同前口环间隙下,试验得到了泵正常工况和空化工况下的泵轴向力曲线,试验结果表明,前口环间隙变大会使泵轴向力变大,前口环间隙小于或等于后口环间隙时泵轴向力最小。另外同一前口环间隙下,泵轴向力随NPSHa的降低,泵轴向力先缓慢升高,当泵发生临界空化时其轴向力最大,如果继续减小NPSHa,泵发生完全空化后轴向力大幅下降。4.对模型泵开展全流量工况的数值模拟,得到不同前口环间隙下模型泵的性能曲线、空化性能曲线、前后腔压力分布曲线、轴向力特性曲线,以及前口环间隙与叶轮进口处交汇区域的速度分布,还有泵内空泡分布,模拟结果发现前口环间隙越小,离心泵水力性能越优。最后将试验结果与模拟结果进行了对比分析,发现试验结果和模拟结果较为接近。