介绍了无过载离心叶轮水力设计的原则和方法,讨论了无过载离心叶轮主要几何参数的选择,并进行了验证。

为了使潜污泵同时具有高效与无过载特性,针对模型泵100QW110-15-7.5的叶轮进行优化设计,采用正交试验设计法,设计了一组7因素3水平的正交方案。对每个方案进行数值模拟,并对计算得到的数据进行极差分析,获得了各几何参数影响性能的主次顺序。采用加权方法,将扬程、效率、轴功率多项指标转化为单项综合性能指标,利用超传递近似法来确定各目标函数的权重因子的数值,并对综合性能指标进行极差分析,得到了潜污泵的最优参数。在数值模拟基础上,对最优模型样机进行了试验,测试结果表明：模型泵的额定点效率达到81.04%,在运行区间内无马鞍区、无过载现象发生,且高效区较宽,满足设计要求。预测曲线与试验曲线基本吻合,表明数值模拟较为准确,对高效无过载潜污泵的设计具有一定的指导意义。

以 D82-19-2型中比转速离心泵为研究对象，选取导叶喉部面积、叶片数、叶片包角、叶轮出口直径、叶轮出口宽度、叶片出口角、叶轮进口直径7个参数为变量，运用正交设计法制定七因素三水平正交方案 L18（37），借助数值模拟方法对泵的性能进行预测，通过分析得到了几何参数对中比转速离心泵性能影响的主次顺序：叶片数对扬程和效率的影响起主要作用，叶片包角对轴功率的影响起主要作用；正交优化方案的数值模拟结果表明，该方案既满足无过载性能的要求，又保持了较高的效率，可为中比转速离心泵无过载设计提供参考。

对D450-60-10型中比转速离心泵进行无过载优化设计,原始方案采用模型换算法设计模型泵进行试验并换算得到原型泵性能,同时利用Fluent模拟得到模型泵和原型泵性能,对泵性能分析后提出基于叶片出口角、叶轮出口直径和叶轮出口宽度等结构参数的3种原型泵优化方案。结果表明：当叶片出口角β2=10°时,与β2=15°相比,功率曲线的拐点更接近额定工况点,且最大功率下降了6.78%,但会牺牲部分扬程;3种优化方案下离心泵都达到了无过载的要求,功率备用系数K均小于1.2;最佳方案（叶轮出口直径D2=0.49m,叶轮出口宽度b2=0.03m,叶片出口角β2=10°）的功率备用系数最低,为1.09,与原始方案相比,扬程和效率分别提高了6.94%、1.95%,为中比转速离心泵无过载设计提供了参考。

针对现役船用离心泵在高效节能、无过载特性等方面存在的欠缺,阐明了高效、无过载离心泵设计的理论依据,提出了高效、无过载低比转速离心泵的设计方法.利用高效、无过载设计方法开发了某船用串并联离心泵,并进行了试验验证,试验结果表明该设计方法能有效提高低比转速离心泵的效率,并具有无过载特性.该设计方法可以推广应用于现役的各类船用离心泵以及民用低比转速离心泵.