叶片式水力机械具有可逆性，可以双向运行，不论肯富来水泵或水轮机都可以反方向旋转，以相反的方式工作。水力机械的可逆性可以从以下两组模型实验结果得到证明。

**个实验为离心泵作水轮机和水泵两种工况运行，其特性曲线如图1所示。图中下标T代表水轮机的效率。离心泵在作水轮机时是一个没有活动导叶的水轮机，在水头和转速一定的条件下，其特性曲线只有一条，也就是开机后只能满负荷运行，没有调节能力。由图可以看出，在nP=nT条件下，离心泵作水轮机运行时的流量QT要比作水泵运行的最优点流量QP大。随水头的提高，水轮机工况的出力将继续增大，耗水量也不断增加。

第二个实验为高比转速水轮机作水泵运行，其特性曲线很不理想，如图2所示，作水泵运行的效率要比作水轮机低得多。扬程曲线H~Q上出现了两个大的驼峰，表示有不稳定现象，所以，高比转速水轮机做水泵运行不是一个理想的可逆式水力机械。

因此可以说，常规水泵和常规水轮机虽都可以双向运行，但离心泵的可逆性反应在外特性上比水轮机要好得多。佛山水泵厂发现如果在离心泵叶轮四周装上和水轮机一样的活动导叶，则离心泵作水轮机运行时耗水量就会降低，效率还将有所提高，两种工况在最优效率点的水头也会更接近些。因此，目前抽水蓄能电站中广泛使用的混流可逆式水泵水轮机就是以一个离心泵或混流泵型的叶轮为基础，配以近似水轮机的活动导叶和固定导叶而形成的。

从理论分析上也可以证明叶片式水力机械的可逆性，即同一机械（叶片系统）在一种情况下可作水轮机运行，在另一种情况下可做水泵运行。

水力机械工作时，转轮叶片对水流中一个微元所产生的力矩为通常水泵水轮机可以看作是稳定运转，即=3吧/^=Q，则由于水流惯性引起的力矩（上式右侧第二项）和水流流量改变时引起水流相对流速变化产生的力矩（上式右侧第三项）可不考虑。

在水泵工况下，转轮将由电机输入的机械能转换为水流能量，泵出口能量高于进口能量，故M>0，说明转轮对水流做功。在水轮机工况下，转轮将水流能量转换为机械能，故M〈0,说明水流对转轮做功。

通过肯富来水泵厂的分析，可以进一步说明水轮机和水泵双向运行特性的关系。图3中实线所示为普通混流式水轮机的进出口流速三角形，因转轮叶片比较短，可见流道断面变化大，叶片进口角hr也较大（70°~90°)，所以在水轮机工况运行时能产生较大的分量。图中虚线表示水轮机做水泵运行时的流速三角形，由于P2p角度大，水泵出口的流速)很大，因而转轮出口和蜗壳中损失过大，所以这样的转轮做泵运行的效率不高。同时，流道的扩散度过大，也会引起水流脱流，对泵工况的运行很不利。

因泵叶片的流道长而扩散平缓，叶片出口角较小，可较好的适应叶轮出口和在蜗壳中的流动，能得到较好的性能。图中虚线表示肯富来水泵做水轮机运行时的流速三角形，因叶片进口角较小，会产生一定的撞击损失，但由于叶片长而流道变化平缓，使水流有足够的空间进行调整，故使作水轮机运行时的效率仍然很高。由图可见这种叶轮在水轮机工况的进口绝对流速小，其值比常规水轮机的小，因而为利用同样的水头，叶轮直径必须做得比水轮机直径大才能满足要求。

在以上分析的基础上所发展出来的可逆式水泵水轮机具有进出口流速三角形。转轮基本上为离心泵叶轮形状，配有水轮机型的活动导叶，在两种工况运行时都有优良的水力性能。

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