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屏蔽泵属于无密封泵，泵和驱动电机都被封闭在一个被泵输送介质充满的容器内，电机转子和定子用非磁性耐腐蚀薄壁屏蔽套封闭起来，动力通过定子磁场传给转子，转子由前后滑动轴承径向支撑，不需要轴封装置来防止输送介质泄漏。由于多级屏蔽泵具有高扬程、无泄漏等特点，其在有机化学工业、航空航天和航海工程以及能源工程等需求广泛，然而国内此类小流量高扬程的无泄漏泵的开发及研究起步较晚，节能高效、多级结构轴向力平衡、电机内冷却回路设计、轴临界转速以及汽蚀等都是多级屏蔽泵亟待研究的问题嘲。 在根据企业需求的基础上，本文设计开发了型号为DBP15-50X8的多级屏蔽泵，为平衡轴向力采用左右各四级叶轮的对称布置结构，通过中间出水段、外筒体以及中间进水段组成通道连结左右各件，转子系统采用四个滑动轴承四点支撑，电机内冷却回路采用逆循环型。本文在设计过程中以及样机试制后针对相关问题进行了研究。主要研究内容及创新点如下: (1)根据某企业提出的设计参数及要求，设计首级叶轮、次级叶轮、导叶和蜗壳等过流部件水力;设计多级屏蔽泵的整体结构和零部件的结构，计算泵的冷却循环回路。 (2)运用软件PRO/E对多级屏蔽泵内部的流场区域进行实体建模，运用ICEM-CFD软件实现对多级屏蔽泵流场计算域的网格划分，基于CFD软件对多级屏蔽泵内部全流场进行三维定常数值计算。后处理分析研究了不同工况下泵内流场的压力、速度分布变化规律;计算得到泵的外特性特征。 (3)在分析多级屏蔽泵内部流场计算结果的基础上，提出对泵首段结构的优化方案:滑动轴承移到首级叶轮之前，加大进口直径。对优化前后的两种首段结构进行三维建模、划分网格并进行数值计算，验证方案的可行性。分析了优化后进口结构对泵汽蚀性能的影响。 (4)对多级屏蔽泵转子系统进行建模，运用ANSYS-CFX和ANSYSWorkbench软件对泵内流场与转子系统进行了单向流固耦合数值模拟，实现了对叶轮及轴等主要转子部件的静力学分析。对优化前后两种方案进行模态分析，计算转子的固有频率，对比分析优化后的变化。 (5)分析研究了多级屏蔽泵轴向力产生的因素，将整体轴向力分解成各分力来研究，结合理论公式和模拟提取数值计算各因素产生的轴向力大小，分析各分力随流量和级数的变化。通过叶轮加背叶片平衡轴向力，理论计算背叶片的数量及尺寸，模拟分析轴向力的平衡效果。