在大中型泵站尤其是低扬程泵站中,立式轴流泵装置应用较为广泛。进水流道、叶轮、导叶与出水流道构成了立式轴流泵装置,对于特定的叶轮与导叶,泵装置性能主要受进水流道与出水流道的影响。进水流道作为泵站前池与叶轮的连接部分,能有效调整叶轮进口的水流流态,保证叶轮进口的水力条件。按水流流动特性肘形进水流道通常可划分为线性收缩段、弯肘段与垂直调整段三个部分,其中弯肘段是肘形进水流道的关键部位。该泵装置进水流道偏流角较大,流道出口断面流速均匀度较差,增大了流道水力损失。出水流道衔接导叶与出水池,保证从导叶流出的水流平顺地流入出水池,且在不发生脱流与旋涡的前提下,最大限度地回收动能。在该立式轴流泵装置中,出水流道内部明显存在较大范围的脱流区,增大了流道水力损失,降低了泵装置的性能。本文针对泵装置进、出水流道进行改造优化,通过泵装置内部流动进行数值模拟,获得了进水流道出口断面流速分布均匀度、进水流道出口断面加权速度平均角度、进水流道与出水流道水力损失、出水流道典型截面涡量、泵装置性能等,以此来验证优化效果。原方案进水流道弯肘段外侧型线与线性收缩段相交,增大了水流转向难度,使得弯肘段典型纵断面出现较大旋涡。优化方案进水流道将弯肘段外侧型线与线性收缩段相切,相应地优化弯肘段各过水断面面积,使得原方案进水流道弯肘段典型纵断面的旋涡明显减小,流道出口断面速度加权平均角度高0.4°左右,轴向流速均匀度高1个百分点,水力损失减小5mm。原方案出水流道进口附近的水流上部流速大,下部流速小,使得水流在流道扩散段底部形成大范围的脱流区。对此设计了两种优化方案,优化方案1出水流道为纵向收缩方案,压缩脱流形成空间,优化方案2出水流道为侧向收缩方案,改变扩散方式,优化为二次扩散,并确定了优化方案1与优化方案2出水流道最优参数,即优化方案1出水流道纵向收缩顶点距扩散中点的距离L=300mm、顶点距流道底部的高度ht=400mm,优化方案2出水流道侧向收缩折点位置Bp=300mm、侧向收缩第一段扩散角度为6°。优化方案1与优化方案2出水流道的优化效果相近,优化方案1与优化方案2出水流道底部的低流速区明显小于原方案出水流道底部的低流速区,且在高度方向抑制了脱流区的发展,减小了在脱流区的涡量,涡量变化更平缓,流道水力损失明显减小,泵装置性能明显提高。在小流量工况下,优化方案1与优化方案2出水流道泵装置性能略优于原方案出水流道泵装置;但在大流量工况下,优化方案1与优化方案2出水流道泵装置性能明显优于原方案出水流道泵装置,效率提升3.7个百分点,扬程提高0.1m。