S形轴伸泵系统是一种流道呈S形的轴伸泵系统。S形轴伸泵系统在我国的建设应用较早,但由于性能欠佳、效率不高,难以满足节能等实际工程技术需要,所以应用发展缓慢。但该泵系统结构简单,维修方便,不受泵大小制约,可用于各种尺寸的轴流泵系统,如果能保证节能高效,应用前景十分广阔。近年来,一些学者研发了新型S形轴伸泵系统,使得这种泵系统突破了效率不高的瓶颈,并将其应用于工程领域。目前国内外学者对S形轴伸泵系统的水力特性已经有了一些研究,但还停留在对前置式或后置式单个形式的泵装置研究上,并没有文献对前置式和后置式这两种不同形式的泵装置的水力特性进行综合比较分析。副导叶是一种位于导叶后侧、处于出水流道内部的整流装置,它可以将出水流道中水流剩余环量进一步回收,从而改善出水流道的内部流态,减小水力损失。但在流道中加入副导叶势必会增大摩擦损失。目前,对于在装置内部加入副导叶能否提高装置性能还缺乏深入研究。本文采用CFX软件,分别对平面S形前置与后置轴伸泵装置进行数值模拟计算。根据模拟结果分析两种泵形式的内外特性,并进行对比分析。在两种泵形式的出水流道不同位置加入不同形状的副导叶,观察各个方案能否通过减小水流剩余环量来最终提高装置性能,并通过对比各个方案的装置性能,探索副导叶合适的安装位置与形状。数值计算结果表明:前置轴伸泵装置在Q=3001/s时效率最高,为76.67%,对应的扬程为3.088m,后置轴伸泵装置在Q=2801/s时效率最高,为76.85%,对应的扬程为3.448m。后置式在小流量工况时效率高于前置式,适用于偏小流量工况运行,前置式则是在大流量工况时效率更高,适用于偏大流量工况运行。小流量工况时后置式扬程高于前置式,功率则略低于前置式,大流量工况时前置式扬程较高,功率明显高于后置式。从两种泵形式进出水流道水力特性的对比中可以发现,后置式进水流道出口的流速均匀度在全工况下高于前置式,而进水流道水力损失则在全工况下小于前置式,进水流道水力特性更佳。两种泵形式出水流道水力损失在小流量工况时相近,设计及大流量工况时前置式更小。前置式导叶出口外周的环量在小流量工况时大于后置式,在Q达到300L/s后,两个泵装置的环量均趋近于0,截面上的正负环量相互抵消。从前置式出水流道中截取与后置式弯管相同长度的出水等效管,弯管与出水等效管水力损失皆在设计工况时取得最小值,弯管水力损失占出水流道水力损失的比重更大,弯管出口的环量在小流量工况时更小,大流量工况时更大。在平面S形前置轴伸泵装置出水流道不同位置处加入矩形以及流线形副导叶,比较流道的水力特性及装置的能量性能。结果表明:各方案中的副导叶均能有效地回收水流的剩余环量。相同位置的流线形副导叶方案的装置性能优于矩形副导叶方案。两种形状的副导叶方案总的趋势是离流道进口越远,装置性能越好。离流道进口一定距离处加入副导叶可以提高装置的性能。在平面S形后置轴伸泵装置的弯管出口以及出水流道出口加入流线形副导叶后,均能有效地回收水流的剩余环量,但装置效率均略微下降,同时,副导叶置于弯管出口的方案效率略低于副导叶置于流道出口的方案。根据对副导叶在两种泵形式中的尝试可以说明,在流道中设置副导叶虽能有效减小水流剩余环量,但并不一定可以提高装置效率。所以在其他形式的泵装置中使用副导叶能否有效需要进行验证。