无过载离心泵是指：泵的轴功率曲线有极值，即泵的轴功率在全流量范围内（从零流量到最大流量）都小于等于所配用电动机的额定功率。在实际使用中为了减小配用电动机的额定功率，要求全流量范围内泵的最大轴功率是设计点轴功率的某一倍数关系（一般是1.05¹.2倍）。为了满足这一要求，保证泵的运行可靠性，国内外学者对高效无过载离心泵有了一定的研究。本文在前人研究成果的基础上，通过理论公式的推导，研究了无过载离心泵性能与设计参数的关系，主要工作和研究成果有：1.根据无过载离心泵最大轴功率与额定轴功率比值（功率备用系数K）的公式，在满足一定的条件下(叶片出口宽度符合低比转速离心泵的经验公式：b₂=00003752D₂n_s^1.15，此条件可以改变)，通过推导得到：K值仅是比转速、叶片出口角和叶片数的函数，依此函数利用MATLAB软件编写程序，并绘出了不同叶片数下K值的三维曲面函数图像，以及在不同叶片数下K值关于叶片出口角和泵比转速的等高线。由等高线图可见：K值和叶片数关系不大，叶片出口角、泵比转速对K值影响较大；在相同的K值下，比转速越高，可取的最大叶片出口角越大。由等高线图可以根据比转速、K值选择合理的叶片出口角。2.依上述函数及其等高线为依据，设计了三台不同比转速的无过载离心泵，分别为泵A（n_s=62）、B（n_s=53）、C（n_s=58）。利用Pro/E对所设计的三台无过载离心泵进行全流道建模，分别导入GAMBIT划分网格，利用FLUENT进行数值模拟。3.通过数值模拟发现：设计的A、B、C三种不同比转速离心泵均具备了无过载性能，且由A、B两泵模拟得到的功率备用系数和其给定的功率备用系数基本吻合；而C泵其结果有一定差异。分析其误差原因是由于C泵的叶片出口宽度不符合推导上述函数的假定条件(即b₂=00003752D₂n_s^1.15)。4.只要保证在泵设计时，其叶片出口宽度符合经验公式b=b₂=00003752D₂n_s^1.15，利用文中得到的函数关系式就可以成功的设计出功率备用系数符合设计要求的无过载离心泵；对于用其他方法设计的低比转速无过载离心泵，如果其设计参数满足条件(b₂=00003752D₂n_s^1.15)，利用文中的得到的函数关系式就可以准确的计算出其功率备用系数。5.实例证明：文中方法能够成功而快捷的实现无过载离心泵的设计，避免了传统方法叶片出口角选择的盲目性。