旋喷泵是一种新型极低比转速单级离心泵,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。国外对旋喷泵的研究及生产应用技术相对比较成熟,但研究报道却很少见。国内在旋喷泵的研究方面起步较晚,在设计和应用方面还存在很多不足。本文在综合分析国内外旋喷泵研究历史和现状的基础上,对旋喷泵的水力设计尤其是叶轮和集流管的水力设计进行了探讨,设计出了不同形式的旋喷泵模型,利用Pro/E对旋喷泵各过流部件进行三维造型。并利用ANSYS ICEM和CFX,采用大涡模拟方法,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,最后按照性能较好的模型泵制造泵实型,进行试验验证。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,对旋喷泵的设计理论进行探讨,主要集中在叶轮和集流管的水力设计。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,根据数值模拟结果,对比分析了集流管进口形状和翼型对泵性能的影响,结果表明:集流管进口形状对集流管内部的压力和速度分布有重要影响;集流管翼型能有效改善转子腔内部的压力和速度分布,减少能量损失,可以提高泵的效率。通过对比分析得到性能较好的模型泵。3、对性能较好的模型泵内部的非定常流场在三种工况下的压力脉动特性进行时域和频域分析,发现泵内压力脉动最大处位于叶轮处出口处;叶轮转频是影响压力脉动的主要因素。4、对旋喷泵内部两相流动进行了初步分析和探讨,分析了两相流动时旋喷泵内部的流动特征和不同条件下固体颗粒对壁面的磨损情况。5、按性能较好模型泵制造泵实型,进行试验。并把试验所得到的数据和模拟的数据相对比,验证数值模拟的可靠性。