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旋喷泵是一种新型极低比转速离心泵，它流量小、扬程高、结构简单紧凑、维护方便、效率较其他常见低比转速泵高、流量特性曲线平稳光滑。主要应用于输送炭黑、食品行业冲洗系统以及油田高压注水等领域。由于国内对于旋喷泵的研究起步较晚，研究不够深入全面，尤其是对于主要过流部件-集流管和转子腔的研究很少，导致该类型泵的效率还较低，应用较少。
本文在综合分析国内外旋喷泵研究历史和现状的基础上，对多级旋喷泵的水力设计尤其是集流管和转子腔的水力设计进行了探讨，设计出了不同形式的旋喷泵集流管模型，利用Pro/E对旋喷泵各过流部件进行三维造型。并利用ANSYS软件对旋喷泵内部非定常流场进行数值计算。根据数值计算结果，分析其内部流动规律及影响因素，并得到了性能较好的模型泵。本文的主要内容包括以下几个方面：
1、简要介绍了旋喷泵的工作原理、特点及国内外的研究发展概况，对多级旋喷泵的设计理论进行探讨，主要集中在集流管和转子腔的水力设计。并利用Pro/E软件进行各旋喷泵各过流部件的三维造型。
2、利用ANSYS提供的网格划分软件ICEM进行网格划分，利用CFX对旋喷泵内部全流场进行了大涡数值模拟。通过对集流管的数值模拟结果分析，得出了集流管内部流动的速度场和压力场的分布，比较了各种模型的优劣，得出如下结论：集流管的第一转弯处容易产生气蚀；集流管的扩散角一般在5°以内；集流管扩散段长度及方式对其内部压力分布有较大影响。
3、对性能较好的两级模型泵内部的非定常流场进行数值模拟，根据结果分析了两级旋喷泵叶轮、转子腔和集流管的压力场和速度场，结果表明，第一级和第二级泵内压力和速度分布相差不大，担任减速增压和连接作用的第一级集流管满足效率要求。对不同工况下多级旋喷泵的性能进行模拟分析，绘制出多级旋喷泵的特性曲线，为多级旋喷泵的研究提供参考。
4、利用Navier-Stokes方程、两相κ-ε湍流模型和欧拉非均相流模型，对两级旋喷泵内部两相流动进行了非定常数值模拟，通过对模拟结果的研究，详细分析了两相流工况下扬程与空泡平均直径、进口处的空泡体积分数之间的内在联系，并对旋喷泵的瞬态性能进行了有效预测。