南水北调东线泵站工程的主要特点是扬程低、流量大、年运行时间长。如何根据东线泵站工程的特点,合理地选择水泵装置型式、提高泵站的装置效率是东线泵站工程建设中一项极其重要的工作。立式轴流泵装置作为一种成熟的泵型已在数百座大型泵站中得到了广泛应用。与其它泵装置型式相比,立式轴流泵装置具有运行稳定、可靠性高、安装检修方便和投资省、维护费用少等优点,并且在设计、制造及运行、管理等方面已积累了丰富的经验。为使这种成熟的泵装置型式能在低扬程、大流量泵站中得到更多更好的应用,有必要突破有关水泵nD值的传统观念,对立式轴流泵装置的水力性能进行较为深入、系统的研究。本文借用某大型低扬程泵站的主要控制尺寸和水位组合,应用CFD理论与技术,对与不同叶轮直径相配套的进、出水流道的内部流动进行了三维湍流流动数值模拟,对进、出水流道内的流态进行了分析,并定量地比较了叶轮直径对进、出水流道水力损失的影响。应用CFD理论与技术,对模型泵泵段进行了三维湍流流动数值模拟,其结果与模型试验结果的对比表明采用数值模拟的方法模拟泵段内部的流场、预测水泵性能是可行的且具有一定的准确性。这一步骤也为泵装置整体数值模拟作了必要的准备。应用CFD理论与技术,对不同叶轮直径的泵装置进行了三维湍流流动数值模拟,并将水泵装置整体数值模拟得到的进、出水流道内的流态及水力损失与流道单独数值模拟的结果进行了比较。结果表明:水泵装置整体数值模拟结果与流道单独计算的结果基本一致。为了验证数值模拟的结果,对不同叶轮直径的进、出水流道进行了模型试验研究,从流道内部流动形态和水力损失两个方面与数值模拟的结果进行了比较。结果表明:进、出水流道内部三维湍流流动数值模拟结果与模型试验结果基本一致。降低水泵nD值有利于低扬程泵装置汽蚀性能的改善和水力模型的选用。本文研究结果还表明:进、出水流道的水力损失随叶轮直径的增大而显著减少(接近于与叶轮直径的4次方成反比),适当增大叶轮直径,可显著提高泵装置效率,扬程愈低,叶轮直径对装置效率的影响愈显著。适当增大叶轮直径的立式轴流泵装置可以作为低扬程泵站装置比选方案之一。