自吸式离心泵(以下称“自吸泵”)是一种特殊的离心泵,它仅仅在首次启动时需要灌泵,启动后经一段时间可将进水管中气体排光,进入普通水泵工作模式进行抽水。自吸泵以其优良特性被广泛应用于需要频繁启动泵的场合,近年来尤其在农业、电力、消防、石油化工等领域都有越来越大的需求。自吸泵因其复杂的内部结构以及自吸过程中气液两相流的复杂性,目前还没有一个完备的理论可以揭示自吸过程中泵内部流动规律。本文采用接近实际情况的边界条件和初始条件设定方法,结合理论计算、定常与非定常数值模拟以及模型泵实验等手段,对卧式自吸泵稳定抽水期以及两种阀门开度情况下自吸过程进行了研究。本文选用ZX125-100-250卧式自吸泵为研究对象,主要研究工作内容及成果如下:(1)对自吸泵外特性进行了理论计算,并归纳总结了影响自吸泵自吸性能的内部和外部因素。(2)对自吸泵流动域进行了三维建模、网格划分和定常数值模拟。研究了只有液相条件下自吸泵的内部流场速度和压力的分布,并对其外特性进行了预测。此外,还对自吸泵汽蚀过程进行了模拟,预测了其汽蚀性能。运用Flowmaster软件对自吸泵与特定管路系统匹配情况进行了模拟,确定了自吸泵的高效区以及提出了一种高效的管路系统匹配方案。(3)对两种阀门开度情况下自吸泵自吸过程气液两相流进行了非定常数值计算,研究了泵在自吸过程中,气液两相流的压力、速度分布和各监测点气体质量流量和累积流量随时间的变化规律。提出了估算自吸时间的方法。结果表明,在自吸初期,各监测点气体质量流量均表现出明显的震荡,中期表现出明显的脉动规律。蜗壳是主要的排气单元,回流孔起到了比较明显的分流排气作用。减小出口阀门开度对自吸过程有阻碍作用。(4)对自吸泵的模型泵进行了外特性实验和汽蚀实验,并分析了造成误差的原因。结果表明,相对于理论计算,数值模拟结果更能反映自吸泵实际工作状况。