本课题研究来源于国家高新技术研究发展（863计划）项目“精确喷灌技术与产品”项目编号(2011AA100506)。　　 泵广泛应用于工农业生产和人民日常生活的各个领域，离心泵是各类泵中适用范围最广和产量最大的泵。目前传统的离心泵设计方法是单点设计，不能同时设计叶轮在多个工况点的性能。本课题研究的叶轮多工况设计方法，是根据泵在多个工况点的性能要求设计叶轮，在满足运行工况点的性能下，保持较高运行效率。对于节能减排和行业发展具有十分重要的意义。本课题的主要研究内容如下:　　 1.首次提出一种基于实验设计的离心泵叶轮多工况设计方法，即以多工况点性能为响应变量、叶轮水力参数为自变量因子，采用方差分析、回归分析等获得离心泵性能和叶轮水力参数之间的回归模型，通过联立求解回归模型，得到叶轮在满足多个响应约束取值下的水力参数值。再按照新的参数值绘制叶轮水力模型，生产制造和实验测试新叶轮，验证其性能。　　 2.采用多工况设计方法，设计一种宽高效区的离心泵叶轮。通过分析，选取三个重要叶轮水力参数，即叶片包角、叶片出口安放角、叶片出口宽度，为自变量因子，以拓宽离心泵高效区为设计目的，控制叶轮在多个工况点的效率，进行实验设计，得到十组用于实验的叶轮水力参数组合。采用CFD数值模拟获得离心泵性能数据。通过方差分析实验数据，得到叶轮水力参数对泵全流场范围内运行性能的影响规律，以及泵在非设计工况点运行时其内部流动特性。以1.0Q工况点的效率为中心，设计叶轮在0.5Q，1.3Q工况点的效率值，以0.8Q工况点效率尽量高为约束参数，通过联立求解响应变量，得到流量效率曲线对称、高效区宽的叶轮水力参数值。实验结果表明，新叶轮在0.5Q和1.3Q工况点的效率分别为57.1％和58.2％，在1.0Q工况点效率高于原叶轮，整体平均效率提高，达到设计目的。　　 3.采用多工况设计方法，设计一种流量扬程陡峭的喷滴灌两用自吸泵叶轮。喷滴灌两用自吸泵需要分别在喷灌和滴灌两套系统下运行，要求其流量扬程曲线尽可能陡峭，同时泵在设计点的扬程及效率需满足额定要求。本文将0.8Q和1.20工况点之间的扬程差值，和叶轮在0.8Q，1.00，1.20三个工况点的性能作为多工况响应变量，以3个叶轮水力参数值为自变量因子，进行实验设计，由回归模型计算结果重新设计叶轮。由新叶轮的实验测试得到，泵在0.8Q，1.0Q，1.2Q工况点扬程分别为29m，25m和21m，在1.0Q工况点效率比原叶轮提高1％，1.2Q到0.8Q工况点扬程差值比原叶轮多下降6.3m，达到设计目的。