本文的研究在国家自然科学基金“含沙水条件下水力机械空化特性及磨蚀机理研究”（项目编号:51979126）的资助下展开。离心泵广泛应用于黄河流域,在输送混合多种粒径泥沙的水流时,泥沙颗粒的存在会与过流壁面发生摩擦碰撞,造成其磨损破坏,严重影响离心泵运行的稳定性与使用寿命。针对离心泵磨损问题,本文以离心泵为研究对象,通过试验与数值模拟的方法,研究了流量、泥沙浓度与泥沙颗粒物性等对离心泵过流部件磨损的影响。主要内容如下:1、搭建了离心泵固液两相流试验台,对离心泵进行了能量性能、压力脉动、振动及磨损试验,研究了离心泵输送两种混合泥沙颗粒粒径组分的含沙水时,其能量特性、流动特性以及磨损的变化规律。研究结果表明:（1）离心泵输送沙粒的浓度越高,扬程和效率越小,但当沙粒浓度小于1%时,离心泵效率下降的幅度较小,基本保持不变;（2）压力脉动幅值随流量的增大而减小,随沙粒浓度的增大而增大;（3）各测点处振动速度幅值随着流量的增大而减小,随沙粒浓度的增大而增大;（4）离心泵的叶轮磨损首先发生在叶片进口处,随着磨损时间增加,叶片工作面、后盖板、背面等相继遭受磨损,其中叶片工作面出口磨损最为严重;（5）离心泵流量越大,叶轮磨损越严重;输送的沙粒浓度越高,叶轮磨损程度越深。2、采用Rosin-Rammler分布函数对多种粒径的泥沙颗粒组分进行分布拟合,选用欧拉-拉格朗日法计算离心泵内两相流动,选用Grant-Tabakoff壁面反弹模型用来描述颗粒与壁面的碰撞过程,对比多种磨损模型的优缺点,选用Mclaury磨损模型作为磨损计算模型;对离心泵进行水体域建模与网格划分,将数值模拟的外特性结果与磨损计算结果分别与试验值进行对比,泵扬程的最大误差为3.4%,效率最大误差为1.9%,在允许的误差范围内,且磨损位置的计算结果与试验基本一致,验证了计算方法的准确性。3、以黄河流域含沙水流特点为背景,研究了不同泥沙颗粒粒径、泥沙颗粒密度与泥沙颗粒形状等对离心泵过流部件磨损特性的影响。研究表明:（1）随着沙粒平均粒径的增加,叶片工作面磨损逐渐减小,叶片背面、后盖板、蜗壳磨损逐渐增加;沙粒平均粒径越大,离心泵过流部件的局部磨损越严重,沙粒平均粒径由16μm增加到45μm时,叶片工作面的最大磨损率变化最大,最大磨损率增加了3.72×10-4kg/（m~2s）;随着沙粒平均粒径的增大,叶片背面、后盖板、蜗壳总磨损率逐渐增加,其中叶片背面增加幅度较明显,叶片工作面总磨损率逐渐降低,且降低的幅度较大;沙粒平均粒径由16μm增加到45μm时,叶片工作面总磨损率的变化最大,总磨损率减少了0.0244kg/s。（2）随着沙粒密度的增加,离心泵过流部件整体磨损程度加深;沙粒密度越大,离心泵过流部件的局部磨损越严重,当沙粒密度由2100kg/m~3增加到2900kg/m~3时,叶片工作面最大磨损率与总磨损率的变化均较大,最大磨损率增加了2.88×10-4kg/（m~2s）,总磨损率增加了0.0172kg/s。（3）当沙粒为带棱角的不规整沙粒时,沙粒形状因子越大,叶片工作面与蜗壳的磨损程度越大,叶片背面与后盖板的磨损程度越小;当沙粒无棱角时,不规整沙粒对离心泵过流部件的磨损比球形沙粒更严重;带棱角的不规整沙粒在离心泵过流壁面上的最大磨损率较高,远大于球形沙粒,且离心泵输送不规整沙粒时,局部磨损最严重的部位为叶片背面;当沙粒是形状因子为0.67与0.81的带棱角类颗粒时,后盖板与蜗壳的总磨损率较大,当沙粒是形状因子为0.98与1的次滚球形类与球形类颗粒时,工作面的总磨损率较大,沙粒形状对离心泵过流部件的总磨损有着较大的影响。