為了進行離心泵葉輪的三元優(yōu)化設(shè)計，理論涉及三元流場計算，葉輪葉片負荷分布計算及附面層特性參數(shù)計算等。

1、離心泵葉輪內(nèi)部三元流場計算

    在離心泵葉輪內(nèi)流場計算中，要完全計及粘性力的影響，這在目前來說是困難的。根據(jù)普朗特對大&數(shù)下粘性流動分析的建議，本文的處理方法是：假定流體的粘性效應(yīng)只集中在附面層內(nèi)，而在主流區(qū)則可以忽略粘性的影響。對于主流區(qū)的計算，可把完全三元的流動

  計算分解為S1、．S2兩類流面上的計算，葉輪內(nèi)沿．S1、S2流面坐標(biāo)的速度梯度方程和連續(xù)方

  程的簡寫為：

  Dw/Ds1=C11W+C12dw/dl+C13

Dw/Ds2=C21W+C22dw/dl+C23

    ∫Aρwcos(an-a)cosβdA=Q/Z

  式中W—葉輪內(nèi)流體相對流速；

      l——流線長度；   

    Cij——流線及通流截面幾何參數(shù)的函數(shù)； 

     ρ——流體密度；   

      A——通流截面面積；   

     An——通流面與子午面交線和經(jīng)向的夾角；

     β——Z與子午面夾角的余角；

      Q——泵的容積流量；

      Z——葉輪葉片數(shù)。

    按照流面坐標(biāo)迭代法，求解三元流動方程，便可得到葉輪內(nèi)部主流區(qū)的速度場。

2、葉片負荷   

    在求解出葉輪內(nèi)主流區(qū)流場后，下面將引出對水力性能有重要評估作用的參數(shù)——葉片負荷。把理想流體絕對運動方程。由負荷的分布場公式可見，葉片負荷取決于流速分布及角動量沿流線的變化規(guī)律，在葉輪設(shè)計時由該式根據(jù)不同的要求，控制最有利的葉片負荷規(guī)律。

3、葉輪內(nèi)流道壁附面層近似計算及流動分離的判定準(zhǔn)則

    在葉輪機械內(nèi)流場粘性分析中，已有不少的學(xué)者將主流的三元流場計算與附面層參量計算聯(lián)系在一起，并通過計算機進行多次迭代。實踐證明，該方法是工程上一個行之有效的方法。對于葉輪流道內(nèi)有壓力梯度的不可壓附面層，葉片表面附面層的動量厚度臼與葉片表面流速間的關(guān)系,由式子得到沿流動方向2上任一位置葉片附面層的動量厚度02。

    為了保證附面層不發(fā)生脫離，一般給出無量綱參數(shù)丁，故得約束條件：是附面層出現(xiàn)脫離的臨界值，有關(guān)學(xué)者認(rèn)為對于旋轉(zhuǎn)流道內(nèi)附面層取Tcr=0．0042較為合適。