部分流泵是一种小流量高扬程特殊离心泵,也叫切线泵,与一般离心泵相比,其流量一扬程特性曲线平坦,即能达到变流恒压效果,解决了一般离心泵小流量超压的问题。目前,部分流泵的设计理论还不完善,小流量高扬程的低比转速部分流泵取得了一些成功的经验。随着城市中的高层、超高层建筑大量涌现,对超压有严格要求的消防泵,以及石油、化工等工业新项目的选型和旧机组的扩容,均需要大流量高扬程部分流泵。如何使大流量高扬程部分流泵也具有平坦的流量-扬程特性曲线,针对此问题,文中以一具体的大流量高扬程消防泵为研究对象,开展了内部流场的研究和性能预测。首先,通过将原设计部分流泵外特性的预测值与实验结果进行对比分析,验证了采用CFD技术模拟部分流泵内部流场、预测其性能是可行的,并具有一定的精度。其次,鉴于原设计泵流量扬程曲线陡降度未满足设计要求,对其内部流场进行了分析,并找出其存在的主要问题。在此基础上,对叶轮、蜗壳的结构形式进行了多方案改进,并对改进后的各模型进行了模拟计算。基于模拟计算结果,对各模型泵的内外特性进行了对比分析,探讨了叶轮、蜗壳的结构形式对部分流泵性能的影响。研究表明:1)矩形螺旋蜗壳能够明显提高泵的扬程和效率,并使流量-扬程特性曲线趋于平坦;2)斜叶片叶轮会降低泵的扬程系数,增大扬程特性曲线的陡降度;3)复合叶轮能够提高泵的扬程,同时泵的效率也能够得到保证,并且能使泵的流量-扬程特性曲线变得更为平坦。最后,通过将最佳泵型外特性的预测值与实验值进行对比分析,验证了该泵研制成功。得出对大流量高扬程部分流泵进行设计时,不适宜采用目前通用的设计小流量部分流泵的方法,可参考如下结论:(1)当n_s=56左右时,扬程系数可超过0.7进行选取;(2)由于流量大,喉部流速系数的选取应低于0.6;(3)取Z=8的直叶片叶轮配矩形螺旋蜗壳比较合适。文中的研究工作不仅对部分流泵的水力设计方法进行了扩充,拓宽了部分流泵的使用范围和结构形式,而且在工程中得到了实际运用,带来了可观的经济价值和社会价值。