1.一种空间导叶离心泵水力设计方法，其中叶轮水力结构包括前盖板(1)、叶片(2)和后盖板(3)，其特征在于，包括如下步骤：1)根据给定的叶轮几何参数以及流量、扬程和转速值，基于二元流动理论求解空间导叶轴面水力设计参数，所述的空间导叶水力设计参数包括：导叶上盖板轴面流线进口直径D3s,导叶中间轴面流线进口直径D3m,导叶下盖板轴面流线进口直径D3h,导叶上盖板轴面流线出口直径D4s,导叶中间轴面流线出口直径D4m,导叶下盖板轴面流线出口直径D4h,稍大于叶轮出口边前盖板的位置Z1,稍大于叶轮出口边后盖板的位置Z2,前盖板导叶轴向长度L1,后盖板导叶轴向长度L2,导叶进口安放角α3,导叶出口安放角α4,叶片包角φ的计算方法，导叶轴面形状和叶片型线贝塞尔曲线控制算法；

基于该方法对空间导叶进行水力优化设计；2)采用三次贝塞尔曲线方程对空间导叶的上盖板轴面流线和下盖板轴面流线加以控制，并基于导叶轴面过流面积变化规律对轴面流线进行调整；3)采用四次贝塞尔曲线方程对空间导叶的叶片型线安放角分布规律进行控制；

4)根据上述步骤1)—3)中所得到的数据作为离心泵空间导叶的尺寸参数，制作符合设计要求的离心泵空间导叶。

2.如权利要求1所述的一种空间导叶离心泵水力设计方法，其特征在于，其特征在于：所述的步骤1)基于二元流动理论求解空间导叶轴面水力设计参数；对于给定的叶轮几何参数包括：给定叶轮出口直径D2；给定叶轮出口宽度b2，给定叶轮进口直径D1；给定叶轮轮毂直径Dh；给定的叶轮的角速度ω；以及流量、扬程和转速值，空间导叶轴面水力设计参数的计算方法如下：

1.1导叶进口直径D3s、D3m、D3h

D3h＝D2+0.002 (1)

D3s＝D3h+b2 (2)

式中：D3h为导叶下盖板轴面流线进口直径，m；D3m为导叶中间轴面流线进口直径，m；D3s为导叶上盖板轴面流线进口直径，m；D2为给定叶轮出口直径，m；b2为给定叶轮出口宽度，m；

1.2导叶出口直径D4s、D4m、D4h

D4s＝D1 (4)

D4h＝Dh (5)

式中：D4h为导叶下盖板轴面流线出口直径，m；D4m为导叶中间轴面流线出口直径，m；D4s为导叶上盖板轴面流线出口直径，m；D1为给定叶轮进口直径，m；Dh为给定叶轮轮毂直径，m；

1.3导叶进口边轴向位置Z1、Z2以及导叶轴向长度L1、L2

对于导叶进口边轴向位置Z1和Z2通过给定的叶轮几何形状进行求解，通常Z1稍大于叶轮出口边前盖板的位置，Z2稍大于叶轮出口边后盖板的位置；对于导叶轴向长度L1和L2通过公式(7)和(8)求得；

L1＝0.8D2 (7)

L2＝0.7D2 (8)

式中：L1为导叶上盖板轴向长度，m；L2为导叶下盖板轴向长度，m；D2为给定叶轮出口直径，m；

1.4导叶进出口安放角α3、α4

基于二元流动理论，不计排挤的导叶进口安放角计算公式如下：

式中：α3为导叶进口安放角，°；vθ为导叶进口计算点轴面速度，m/s；vφ为导叶进口计算点圆周分速度，m/s；Q为给定的流量，m3/h；Ht为理论扬程，m；θ为导叶进口边位置角度，°；ω为给定的叶轮的角速度，rad/s；D3s为导叶上盖板轴面流线进口直径，m；D3h为导叶下盖板轴面流线进口直径，m；g为重力加速度，N/kg；

导叶出口安放角α4，考虑到有限叶片数影响大于90°，以保证液流法向出口；取α4＝

90°；

1.5叶片包角φ

对于空间导叶，叶片包角过大会增加叶片的摩擦面积，增加水力损失；而叶片包角过小时又降低叶片对流体的控制能力和流动的稳定性；因此为了获得更好的水力性能，对于空间导叶的叶片包角取75°～95°。

3.如权利要求1所述的一种空间导叶离心泵水力设计方法，其特征在于：其特征在于，所述的步骤2)基于三次贝塞尔曲线控制算法对导叶轴面形状进行控制具体为：对于空间导叶，其轴面由叶片上盖板轴面流线、叶片中间轴面流线、叶片下盖板轴面流线、叶片出口边轴面投影线和叶片进口边轴面投影线组成；对于叶片上盖板轴面流线和叶片下盖板轴面流线采用三次贝塞尔曲线进行控制，三次贝塞尔曲线的函数见公式；其中叶片上盖板轴面流线的贝塞尔曲线由给定点P1s、P2s、P3s和P4s加以控制，其中给定点P1s和P4s是根据空间导叶几何参数D3s、D4s、Z1和L1进行确定,而P2s和P3s则根据上盖板轴面流线的过流面积分布规律进行调整；叶片下盖板轴面流线的贝塞尔曲线由给定点P1h、P2h、P3h和P4h加以控制，其中给定点P1h和P4h是根据空间导叶几何参数D3h、D4h、Z2和L2进行确定,而P2h和P3h则根据下盖板轴面流线的过流面积分布规律进行调整：B(t)＝(1-t)3P1+3t(1-t)2P2+3t2(1-t)P3+t3P4,t∈[0,1] (12)式中：B(t)为贝塞尔控制曲线方程表示符号；P1s、P2s、P3s和P4s为三次贝塞尔曲线的控制点，控制点根据叶片轴面计算几何参数进行确定；t为贝塞尔曲线控制值；

在叶轮设计过程中通过调整叶片上盖板轴面流线和叶片下盖板轴面流线对叶片的过流面积进行合理控制，以优化空间导叶的水力性能，叶片过流面积的控制方程见公式(13)：F(i)＝Didi (13)

2

式中：F(i)为第i个位置处导叶过流断面面积，m；Di为第i位置处中心圆到轴线的长度，m；di为第i位置处中心圆直径，m；

所述的步骤3)采用四次贝塞尔曲线方程对空间导叶的叶片型线安放角分布规律进行控制具体为：对于空间导叶，其叶片型线由叶片上盖板型线、叶片中间型线和叶片下盖板型线组成,其中叶片中间型线指的是位于叶片上盖板和叶片下盖板中间的叶片型线；叶片上盖板型线、叶片中间型线和叶片下盖板型线所对应的叶片安放角控制线分别为叶片上盖板型线叶片安放角控制线、叶片中间型线叶片安放角控制线和叶片下盖板型线叶片安放角控制线；三条叶片安放角控制线采用四次贝塞尔曲线进行控制，四次贝塞尔曲线的函数见公式(14)；其中叶片上盖板型线叶片安放角控制线的贝塞尔曲线由给定点Os1、Os2、Os3、Os4和Os5加以控制，其中给定点Os1和Os5是根据叶片上盖板型线进出口安放角α3和α4进行确定,而Os2、Os3和Os4则根据上盖板型线目标安放角的分布规律进行调整；叶片中间型线叶片安放角控制线的贝塞尔曲线由给定点Om1、Om2、Om3、Om4和Om5加以控制，其中给定点Om1和Om5是根据叶片上盖板型线进出口安放角α3和α4进行确定,而Om2、Om3和Om4则根据叶片中间型线目标安放角的分布规律进行调整；叶片下盖板型线叶片安放角控制线的贝塞尔曲线由给定点Oh1、Oh2、Oh3、Oh4和Oh5加以控制，其中给定点Oh1和Oh5是根据叶片下盖板型线进出口安放角α3和α4进行确定,而Oh2、Oh3和Oh4则根据叶片下盖板型线目标安放角的分布规律进行调整；

4 3 2 2 3 1 4

B(t)＝(1-t)P1+4t(1-t)P2+8t(1-t)P3+4t(1-t)P4+tP5,t∈[0,1] (14)式中：B(t)为贝塞尔控制曲线方程表示符号；P1、P2、P3、P4和P5为四次贝塞尔曲线的控制点，控制点根据叶片进出口安放角进行确定；t为贝塞尔曲线控制值；

在叶片型线绘制过程中通过调整叶片上盖板型线叶片安放角控制线、叶片中间型线叶片安放角控制线和叶片下盖板型线叶片安放角控制线对叶片的型线进行合理控制，以优化空间导叶的水力性能。

4.如权利要求1所述的一种空间导叶离心泵水力设计方法，其特征在于：其特征在于：所述的步骤4)根据上述步骤1)—3)中所得到的几何参数值，作为空间导叶的尺寸参数，制作符合设计要求的离心泵空间导叶。