低比转速离心泵因其流量小,扬程高,被广泛应用于生活、工程、化工等各个领域中。叶轮作为低比转速离心泵的主要部件之一,其流道狭长且窄,出口宽度较小,造成的圆盘摩擦损失较大,导致其运行效率偏低。究其原因是泵内部流动机理不清,叶轮流道内存在速度滑移、叶道旋涡、流动分离、射流-尾迹结构以及回流等不稳定流动现象破坏了其内部流场结构的稳定性,这是阻碍低比转速离心泵性能预测及优化设计的屏障。基于此,本课题以以某型号低比转速离心泵为研究对象,基于全流域采用六面体结构网格的基础上,采用RNG k-ε湍流模型进行定常数值计算,开展了叶轮几何参数对离心泵水力性能及S型叶片流动特性研究。具体研究内容如下:（1）在保持叶轮其余几何参数不变的条件下,仅改变叶片出口角,在原叶片出口角的基础上对叶片进行改型设计,并提出了离心泵大出口角叶片方案,并构建了S型叶片的叶轮水力模型。对叶片出口角分别为50°、60°、70°、80°、90°的5种叶型离心泵进行数值计算,通过研究分析泵的水力特性和内流场结构,发现离心泵的扬程随着出口角的增加而增加。当叶片出口角为90°时,离心泵扬程和效率均为最优,其中在设计工况点处,扬程比原模型增加8%,效率提高了1.67个百分点;改型后的大出口角方案在小流量工况下效率降低,在设计工况和大流量工况效率提高。当以叶片出口角为90°的S型叶片为典型方案进行S型叶片流动特性分析时发现,S型叶片可以有效抑制叶轮内部的边界层分离现象,减少流道内因流动分离引起水力损失,但S型叶片在与隔舌相对应的流道内损失较大,在叶片出口处有旋涡存在,这是影响S型叶片离心泵效率的重要因素之一。（2）为进一步改善叶轮内流动状况,减弱叶轮出口部分的射流-尾迹结构,在上述各方案的叶轮出口每两叶片中间位置分别安放分流叶片,分流叶片以叶轮外径作为尺度参考,共有两种长度,分别为0.45D2和0.25D2,通过对泵水力特性及内部流场结构的分析发现,带有长度为0.45D2的分流叶片的方案能获得较好的水力性能,可以通过减弱叶轮出口处的射流-尾迹结构,减小水力损失,提升泵的扬程;整体看来,当出口角为90°并带有分流叶片的S型叶片方案水力性能最佳,扬程比原模型提升了16.7%,但效率相比原模型泵略有下降。（3）对离心泵叶片包角进行改型尝试,设计叶片包角分别为150°、160°、170°,探究包角变化对S型叶片离心泵水力性能的影响。结果表明:减小包角,S型叶片离心泵的扬程增大,但效率下降。保持160°包角不变,在其基础上设置不同叶片出口角,对3种出口角分别为80°、90°、100°的离心泵进行数值模拟。结果表明:包角为160°,且出口角为90°的S型叶片离心泵水力性能最佳,扬程比原型泵提高了8%,但是效率降低了1.4%。减小包角增大出口角,可以提升离心泵扬程,但因为流道变短,离心泵叶轮流道扩散加大,离心泵蜗壳隔舌处的叶轮流道内流动损失增加,导致其效率降低。（4）对包角为160°,出口角为80°、90°、100°的三种S型叶片离心泵增设分流叶片,取长度分别为0.45和0.25倍叶轮外径的分流叶片进行数值模拟。结果表明:两种长度的分流叶片水力性能基本一致;带有分流叶片的S型叶片离心泵扬程比原型泵高13.8%,效率比原型泵降低2.49%。改型后带有分流叶片的S型叶片离心泵在叶轮出口部分扩散程度降低,但是在分流短叶片两侧出现了旋涡以及回流,导致流动损失增加,效率降低。