近年来,离心泵在工业及生产生活中发挥着越来越重要的作用,特别是低比转速离心泵,广泛应用于石油化工、航空航天、核电和医药等重要国民经济领域。实践经验表明,导叶的结构对离心泵流动特性具有显著的影响,本文对低比转速离心泵的导叶进行设计改型,并对离心泵进行全流场的非定常数值计算,从而探究低比转速离心泵导叶结构对其流动特性的影响。主要研究内容如下:(1)确定了离心泵导叶结构改型的两种方案,改变导叶的包角以及导叶和叶轮的相对安装位置,并建立导叶改型前后的离心泵三维流域模型。对离心泵流体域进行网格的划分,进行网格无关性的验证,使用RNG k-ε模型对额定工况下导叶改型前后的离心泵进行数值计算。(2)开展不同流量下原始低比转速离心泵的外特性、压力脉动和振动实验研究。并与不同流量下的数值计算结果进行对比,发现两者具有较强的一致性,因此可以得出进行的数值仿真的结果具有准确性。实验条件下,随着流量增大越来越接近额定工况,导叶流道和叶轮流道内的压力脉动趋于稳定,泵轴左侧的振动有所增大。通过不同流量下的数值计算也可以发现,越接近额定工况,叶轮和导叶流道内的压力脉动越具有周期性。(3)基于改型前后全流场数值计算的计算结果,对低比转速离心泵额定工况下叶轮和导叶流道处的压力脉动进行分析,分析结果可知:导叶流道内压力脉动的主频分布在三倍轴频、六倍轴频和十二倍轴频,叶轮流道内压力脉动的主频分布在六倍轴频,随着导叶的改型压力脉动发生规律性变化。(4)开展了低比转速离心泵导叶改型前后的外特性对比研究,并分析了导叶和叶轮中截面的静压、速度、湍动能以及熵产分布情况,结果表明:导叶改型对离心泵外特性影响显著,且熵产的分布情况与外特性具有一致性。在导叶和叶轮的交界面处,静压和熵产都发生了明显的分层现象,各个参数在动静干涉部位呈现出一定的梯度变化。总体看来,改变叶轮与导叶之间的间隙所带来离心泵外特性的改变,比改变导叶的包角更加显著。