节段式多级离心泵在工程领域的应用较为广泛,能够以增减级数的方式方便快速地满足不同的扬程需求,但当泵的级数较多时泵的轴向长度较大,其运行的可靠性问题就比较突出,而提高运行可靠性的主要措施之一就是减小泵的轴向长度。径向导叶作为节段式多级离心泵中不可或缺的过流部件,其水力设计不仅会影响泵的水力效率,同时减小其轴向宽度也是优化泵整体轴向尺寸的关键,尤其是反导叶的轴向宽度在水力设计上具有相对较大的优化空间。本文以节段式多级离心泵为研究对象,在尽量缩短反导叶的轴向宽度时以保障泵的扬程和效率不发生明显下降为研究目标,全流域使用六面体结构网格划分的基础上,采用RNG k-ε湍流模型进行非定常数值计算,系统地研究了反导叶的轴向宽度、叶片在圆周方向的相对位置、叶片中部曲率半径大小、叶片进口角、叶片包角等几何参数的变化对导叶内部水力损失及泵水力性能的影响,明确了反导叶水力设计的优化措施,以期为节段式多级离心泵的水力设计和性能优化提供一定的理论参考和方法指导。首先,在保持其他几何参数不变的前提下仅改变反导叶的轴向宽度,系统地研究了反导叶轴向宽度的变化对导叶内部水力损失及对泵水力性能的影响,结果表明:以叶轮的出口宽度b2为参考基准,反导叶的轴向宽度在b5=（1.3～1.8）b2范围内的变化对泵的水力效率没有过于明显的影响,方案b5=1.7b2时导叶内水力损失最小,泵的效率最高,比原始方案提高了0.33个百分点,方案b5=1.4b2次之,比原始方案提高了0.16个百分点,其他方案的效率均略有降低,其中b5=1.3b2时效率的降幅最大,但也只降低了0.15个百分点;反导叶轴向宽度的变化对扬程的影响幅度大于对效率的影响幅度,当b5=1.7b2时泵的扬程最高,比原始方案增加了0.57%,随着反导叶轴向宽度的减小泵的扬程也逐渐降低,b5=1.4b2时扬程的降幅为0.4%,b5=1.3b2时的扬程比原始方案下降了0.66%,已经呈现出快速下降的趋势;综合考虑反导叶轴向宽度的变化对泵的扬程和效率的影响,并考虑尽量减小泵的轴向尺寸来提高泵运行稳定性的目的,反导叶的轴向宽度b5=1.4b2时为最合理的轴向尺寸,此时反导叶的轴向宽度比原始方案（b5=1.59b2）减小了12%。为了探究反导叶叶片在圆周方向的相对位置对导叶内水力损失及泵水力性能的影响情况,以原始方案为基准,将反导叶叶片绕Z轴沿叶轮的旋转方向每间隔7.5°旋转一次放置,同原方案共形成6组方案,通过对各周向布置方案的数值计算结果进行对比分析表明:改变反导叶叶片入口边与正导叶出口边的相对位置会影响泵的水力性能,在与叶片出口边的相对旋转角度为7.5°～37.5°的范围内,泵的水力效率随着角度的增加表现出先减小后增大的趋势,而导叶内的水力损失与泵效率的变化趋势则刚好相反;当反导叶入口边相对于正导叶出口边旋转7.5°放置时,导叶内水力损失的增加幅度最大,比原始方案增加了15.85%,同时泵的扬程和效率的下降幅度也最大,其中扬程比原始方案减小了0.98%,效率下降了0.54个百分点;当反导叶入口边相对于正导叶出口边旋转30°放置时,泵的扬程和效率是所有方案中唯一比原始方案都高的,其中扬程比原始方案增加了0.47%,效率提高了0.22个百分点,此时导叶内的水力损失比原始方案减小了6.43%。为了揭示反导叶的叶片型线设计对导叶水力损失及泵水力性能的影响,利用Bezier曲线,从叶片型线的曲率半径、叶片进口角及叶片包角三方面展开了单一变量变化的研究,结果表明:Bezier曲线能够提高反导叶叶片绘型的效率;在保持叶片的进出口角和叶片包角不变时,叶片型线的曲率半径沿流动方向的非规律性变化能够引起导叶内的水力损失增大,从而导致泵的扬程和效率下降;保持叶片的出口角和包角不变,适当增大叶片的进口角,能够减小导叶内的水力损失,有利于提高泵的水力效率;保持叶片的进口角和出口角不变,适当减小叶片包角的大小,能够减小导叶内的水力损失,同时能够提高泵的扬程和效率。最后,在b5=1.4b2的基础上,将反导叶的入口边相对位置、叶片进口角和叶片包角三种几何参数的优化值进行组合设计,发现优化组合方案的扬程和效率与原始方案相比几乎没有变化,各性能参数的最大差异不超过0.04%;虽然泵的效率没有提高,但泵的扬程也没有下降,而此时的反导叶轴向宽度比原始方案减小了12%,能够明显提高泵运行的稳定性,实现了优化目标。