自吸离心泵的自吸过程涉及气液两相流，其自吸过程异常复杂，由于影响自吸离心泵自吸性能的关键问题尚未解决，还未形成完善的自吸离心泵自吸流动机理，我国自吸离心泵设计基本上仍停留在半经验半理论阶段。对于自吸过程，即气液吸入、气液混合、气液分离、气体排出和液体回流等循环过程的研究，是研究泵自吸性能的重要手段。尤其是叶轮、蜗壳内气液混合的充分程度，气液分离室内气液分离的效率，直接影响着气体的排出速率，进而影响自吸性能。　　本文通过泵自吸过程内流特性与自吸性能外特性协同试验系统的建立，详细研究了气液混合及气液分离等过程，初步阐述了自吸过程中气液两相形态变化规律，为研究泵自吸机理提供试验基础。本文主要研究工作及研究成果如下:　　1.参考65ZB-40C型外混式自吸离心泵，设计了一台可视化模型泵。测试了在1800r/min转速下泵水力性能及自吸性能。搭建了自吸模型泵稳态流场PIV试验台。对0.5Q、Q、1.5Q流量工况下的自吸模型泵内的流场进行了PIV试验研究，得到了不同工况下的速度矢量分布。　　2.建立泵自吸过程内、外特性协同测试系统，对自吸模型泵的进口、出口压力，进口、出口流量、转速进行了实时采集及分析，将自吸过程分为:自吸启动过程，自吸稳定过程，自吸突变过程，正常输水过程。其中，自吸稳定过程的时间最长，影响着自吸时间的长短。采用高速摄影系统对自吸过程中气液两相的流动特性进行了同步拍摄，结合动态测试试验数据分析了内部气液两相的形态变化。研究分析可得，自吸稳定过程中，叶轮外缘形成较为稳定的圆环状气液混合物层，且大部分气泡直径分布范围较小，说明此过程是一个瞬态的相对稳定过程。扩散段处出现了周期性的泡状流漩涡，其气泡群中一部分气泡处于停滞回旋状态，一部分气泡随液流连续排出。停止回旋气泡在扩散段出口一直处于聚并与破碎状态，不利于气泡的及时排出，对自吸性能有不良的影响。　　3.将试验所得自吸过程中出口压力及叶轮转速拟合曲线加载入Fluent软件中的UDF，作为自定义边界条件，模拟了自吸过程中气液两相形态变化现象。研究分析了泵自吸过程中速度、压力及含气率等参数的变化，并与高速摄影图像进行对比分析。结果表明，在自吸启动过程，由于叶轮内未形成稳定的压差，各监测面处的含气率、气液相速度、压力处于波动过程。在自吸稳定过程，叶轮外缘及蜗壳处形成动态稳定的气液混合层，在叶轮进口处形成气相空穴。在自吸突变过程，叶轮进口的气相空穴逐渐消失，叶轮内的气液混合层逐渐扩大，叶轮外缘的气液两相流动逐渐变为液相的单相流动，流动逐渐趋于稳定。而在气液分离室内，由于流量的逐渐增加，回流至气液分离室内的液相也逐渐增多，引起液相与气相的剧烈碰撞，气泡数量陡然增多。