井用潜水泵是将地下水输送到地面的抽水设备,目前已广泛应用于国民经济的各个领域。科技迅速发展的同时,基于全国对可持续发展和节能减排的需求,对井用潜水泵的水力性能和可靠性提出了更高要求。空间导叶做为潜水泵的关键过流部件之一,其叶片形状及水力参数对潜水泵性能的影响较为显著。因此本课题针对空间导叶主要几何参数的变化对井用潜水泵水力性能和压力脉动特性的影响进行研究,主要研究内容与所得成果如下:1.导叶过水断面面积变化规律对井用潜水泵性能影响以提高潜水泵的整机效率为优化目标,保证空间导叶其他设计参数不变,通过改变导叶叶片进口有效过流面积,设计了9种面积比导叶模型。以效率最高的面积比导叶为基础模型,设计了4种不同过水断面面积变化规律的导叶,分别为线性式、上凸式、下凹式和S形。数值分析结果表明:导叶过水断面面积变化对泵的效率有显著影响,因面积变化导致效率的增幅约为4%,但对扬程影响甚微。其中下凹式面积变化规律能有效改善导叶内的流动状态,降低导叶内能量损失。下凹式过水断面面积变化规律对于泵效率的提升明显优于另外三种过水断面面积变化规律。2.空间导叶叶片包角变化对井用潜水泵性能的影响规律研究为研究空间导叶叶片包角变化对井用潜水泵性能的影响,通过改变空间导叶的叶片包角,在保证叶片其他设计参数不变的前提下,设计了7个导叶模型方案。对比分析了不同导叶包角方案对潜水泵外特性的影响规律,以及导叶内部损失和空间导叶出口与叶轮进口无叶片区的内流场流动特征发现:改变空间导叶的叶片包角会使潜水泵外特性和内部流场产生较为显著的变化,并存在使潜水泵扬程最高和效率最高的包角最优值,且导叶叶片包角的改变对扬程的影响比对效率的影响要显著;当适度增大导叶叶片包角时,可以提高叶片对流道内液流约束,降低导叶内湍流损失从而减少能量损耗;虽然导叶包角的改变会影响导叶出口到下一级叶轮进口区域内流体速度环量的分布规律,但对最终进入下一级叶轮流体的速度环量绝对值影响较小。3.空间导叶叶片包角变化对潜水泵压力脉动的影响基于不同包角空间导叶的井用潜水泵定常流动的研究分析,为研究井用潜水泵内部压力变化瞬时特性的影响,因而对潜水泵进行了全流场非定常压力脉动的数值计算。并在叶轮和空间导叶的过渡段、空间导叶流道及空间导叶出口至下一级叶轮进口处布置了监测点,获得了潜水泵不同包角空间导叶内不同位置的压力变化情况。同时采用无量纲压力脉动系数和快速傅立叶变化,分析了压力脉动的时域和频域特性。结果表明,引起压力脉动的主要原因是叶轮和导叶的动静干涉效应,空间导叶包角变化对潜水泵内压力脉动有较大影响,合适的包角能够起到抑制导叶内压力波动幅值的作用。