自吸泵作为一种特殊的离心泵,在我国已经有很大发展,而且目前已经广泛应用于各种重要工农业领域。它是指那些起动前只需向泵体内加入一定量的水,无需将进水管充满水,起动后经一定时间可将进水管中气体排光,进入正常工作的一类水泵。立式无密封自吸泵则是满足普通自吸性能基础上,特别为高温、含固体颗粒介质输送要求而设计的自吸泵,目前市场上广泛应用的WFB型立式自吸泵存在水力效率低、运行平稳性差、振动噪音大等问题。本文以现有的WFB型自吸泵为基础,全新设计了新一代的NSP型立式无密封自吸泵,提出了新的水力部件结构、气液分离室内部匹配结构及副叶轮密封结构,建立其全流道三维模型,利用CFD进行内流数值计算、性能预测,并对关键尺寸和结构进行了优化设计,最后制造出实型泵,进行性能测试和现场试验。测试和应用结果表明,新型自吸泵在满足自吸泵性能的基础上大幅提升了效率。本文的主要工作如下：(1)对现有的自吸泵研究状况和已有的研究成果进行总结概括,在此基础上设计一种全新的NSP型立式无密封自吸泵,并且对水力部件和气液分离室匹配结构进行设计优化。(2)建立自吸泵全流道三维模型,并且利用Gambit对计算模型进行网格划分,利用Fluent进行自吸泵水力性能的数值模拟和性能预测。(3)基于数值模拟得到的内流场分布结果进行改进分析,完成自吸泵的性能优化,其中包括叶轮和蜗壳性能优化、蜗壳出水条件性能优化、密封副叶轮结构优化以及进出口管路布置方式的优化,最后确定优化后的新型自吸泵结构。(4)完成立式无密封自吸泵的结构设计。(5)通过试验研究验证了NSP型自吸泵设计的合理性以及计算方法的可靠性。(6)对NSP型立式无密封自吸泵进行汽蚀性能改进,优化叶轮模型,提高叶片的抗汽蚀性能。同时设计了诱导轮结构以满足高吸上高度的应用需求,并对改进叶轮、增加诱导轮匹配结构的自吸泵进行了数值分析,同时通过试验验证自吸泵的抗汽蚀性能改进效果。本文给出的立式无密封自吸泵的水力部件和匹配结构的设计方法,以及对应的三维流动数值模拟和性能预测技术,成功地应用于自吸泵模型的性能优化,有效提高了自吸泵的运行效率、抗汽蚀性能,该设计分析方法对立式无密封自吸泵的模型设计和产品研发具有一定的参考价值和借鉴意义