低比速离心叶轮通常具有前、后密封环,前后密封环的直径一般相同,后密封环与轮毂之间开设轴向回流平衡孔,叶轮后密封环泄漏的高压液体通常通过轴向回流平衡孔回流到叶轮的进口区域,平衡孔回流液体方向与叶轮来流方向相反,破坏了正常的流动状态,叶轮进口处水流紊乱,泵易形成异常振动与噪音,且泵的抗汽蚀性能下降。　　 本文针对这一问题提出一种具有径向回流平衡孔的低比速离心泵,其叶轮来流方向与平衡孔回流方向基本一致,回收高压液体的能量,提高叶片进口处的液体压力,借以改善该低比速离心泵的性能。本文主要研究内容如下:　　 1.总结了低比速离心泵的研究现状;参考优秀水力模型和借鉴成熟的设计经验,应用速度系数法对模型泵的叶轮和涡壳进行了水力设计;介绍了具有径向回流平衡孔的低比速离心泵的具体实现形式,通过传统的计算方法计算出密封间隙和平衡孔直径的大小。　　 2.在全流场模拟过程中,利用ANSYSICEM对叶轮、涡壳、前后泵腔(含口环间隙)等流体区域进行结构化网格划分,并进行了网格无关性分析;基于商业CFD软件ANSYSCFX对径向回流方式、传统轴向回流方式以及无平衡孔结构这3种不同方案模型泵的全流场区域进行数值模拟,分析了设计工况下模型泵在3种不同方案下的静压、速度、湍动能特性,对3种不同方案下的模型泵进行能量性能预测并与试验结果进行对比分析。　　 3.在定常计算的基础上进行三维非定常湍流数值计算,分析静压分布随时问变化的情况;选择叶轮涡壳耦合面上、涡壳扩散流道内、叶轮进口处以及前后密封间隙内的特殊位置作为监测点,对3种不同方案在设计工况下以及具有径向回流平衡孔的低比速离心泵在3种不同工况下的幅域特性(区间值和标准差)进行了分析;分析具有径向回流平衡孔低比速离心泵在设计工况下各监测点的时域变化特点,并对其进行快速傅立叶变换(FFT)分析其频域特性;分别对3种不同方案的模型泵在设计工况下以及具有径向回流平衡孔模型泵在3种不同工况下时各监测点的频域特性进行分析,并对比分析其最大幅值变化规律。　　 4.利甩ANSYSCFX软件对该模型离心泵在径向回流方式时的汽蚀性能进行数值模拟,分析离心泵扬程、效率下降的原因;分析3种不同方案在设计工况下以及径向回流方式在不同工况下时模型泵的汽蚀性能;对设计工况下具有径向回流平衡孔的低比速离心泵在2种不同密封间隙的条件下进行汽蚀计算,并分析其对模型泵的外特性以及抗汽蚀性的影响。