进一步提高能源的使用效率,是我国走可持续发展道路的重要环节。针对工业中大量余能废水直接排放问题,泵作透平是最早被用来进行液体余能回收的设备。其具有结构简单、成本低及维护便利等优点,但是高转速及偏工况对其水力性能和运行稳定性影响较大,故需要对其流动特性和运行稳定性进一步研究。本文以高转速离心泵反转作液力透平为研究对象,采用UG软件建立其水力模型,通过数值模拟的方法对高转速液力透平蜗壳的水力模型进行优化,并结合正交试验法优化液力透平的转轮叶片。分析优化前后模型内部的压力脉动变化,并研究高转速液力透平内部的压力脉动特性,最后设置不同的水头工况,研究偏工况对其压力脉动的影响。由数值计算结果可知,原模型的水力效率为76.86%,蜗壳内部和转轮部分的水力损失较大,分别占水力损失的10.6%和11.5%。优化后,蜗壳原有的进水管由直管改为锥形,转轮叶片的几何参数最优组合为包角77°、入流角39°和出流角30°,液力透平的水力效率提高至81.28%,蜗壳和转轮部分的水力损失分别减少至6.79%和11%。分析优化前后模型内部的压力脉动变化,可知优化后模型各部分的压力脉动幅值均有一定的下降。通过对高转速液力透平内部压力脉动的研究,发现各部件压力脉动的主频约为转频和叶频的整数倍,说明液力透平内部压力脉动主要来源于动静干涉和转动频率。偏工况对高转速液力透平的压力脉动有一定影响,蜗壳和转轮部分受工况变化的影响不大,尾水管部分的主频幅值受工况变化影响较大。本文的研究成果,为提高液力透平在高转速领域的能量回收效率及运行稳定性提供了参考,对高转速领域的液力透平的研究及应用有一定的意义。