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引起轴流泵叶片断裂的原因主要有以下两方面。

（1）当泵运行工况点的扬程提高之后，轴流泵实际运行在小流量工况，而小流量工况下的轴流泵内部流场常常伴随着冲击、二次流、泄漏涡及汽蚀等现象，使得泵运行过程中振动激烈。

（2）发现提升泵站水泵进水条件差，进水流道的长度（喇叭管中心至进水口的距离，1300mm）约为喇叭管进口直径（810mm）的1.6倍，少于目前国外泵站设计规范的3倍要求。进水流道短，难以恢复90°直角转弯进水形成的不稳定水流。另外，喇叭吸入口距离池底的垂直距离小，受叶片高速旋转影响，其产生的预旋容易导致在喇叭管进口处产生附壁涡、附底涡等漩涡，同时也降低了叶片进口前的压力，加剧了汽蚀现象。喇叭吸入口与转轮室相结合处产生了密密麻麻的凹坑，这证明了在该处产生了强烈的汽蚀作用，而叶片为不锈钢材料，其抗汽蚀能力强，虽然表面无汽蚀损坏的迹象，但并非没有汽蚀。

3 改进措施

通过以上原因分析，基于以下两个方向进行改进设计。

3.1 采用高比转速斜流泵来替代轴流泵

高比转速斜流泵具有范围宽、适应扬程范围大、抗汽蚀性能好等优点，主要用于农业灌排水、市政给排水等行业。且随着计算流体力学和试验手段的不断发展，相关学者已经从不同方面，如外特性、内部压力脉动和内部流场可视化等做了大量的研究。为避免轴流泵因工况变化范围大而运行在小流量区域内，造成泵内部流动不稳定和振动等因素，因此，考虑采用高比转速斜流泵来替代轴流泵。

鉴于前人利用CFD数值计算方法在泵领域的成功应用案例，也采用该方法来对新设计的斜流泵叶轮进行性能预测，以保证设计的点为现场所要求的运行工况点。