大型单级双吸中开式离心泵使用范围较广,不论工厂、矿山、城市给水排水还是农田排灌均可使用。它与单吸泵相比,有较大的流量,较好的吸上性能。两个叶轮对称布置,可以平衡轴向力。这种泵的耐气蚀性能也比较好,但在运行中常出现一些问题,如泵轴与轴套接触表面以及轴套端面等处发生疲劳破坏,从泵启动到打开出口阀门之间密封环常发生抱轴现象,泵体密封环和叶轮密封环粘接,必须加大密封环间隙才能正常启动,而密封环间隙加大就会降低容积效率,影响泵站的经济运行。上述问题在大型泵站时有发生,困扰泵站的安全正常运行,需要从根本上加以解决。通过分析发现,目前大型离心泵发生上述问题的主要原因是单蜗壳泵在偏离设计工况和零流量下运行时形成的径向力过大所置。径向力对于转动轴是一个交变载荷,会造成泵轴的振动,增加泵的不稳定性。因此,研究离心泵径向力是非常有必要的。通过试验测定径向力的方法是最准确的方法,但大型离心泵由于受到试验条件限制,大多在使用现场进行试验或运行验证,而且需要建立一套费用昂贵的专门测试装置,这样不利于泵的改进。本文提出了数值模拟计算离心泵径向力的方法,建立了径向力的计算模型。以1200S56型泵为例,应用Fluent软件分别对单蜗壳、双蜗壳和长短叶片复合叶轮离心泵不同流量下的内部流场进行了三维稳态数值模拟,给出了叶轮出口静压和径向速度的分布规律,应用径向力计算模型,计算了以上三种结构在不同流量下的径向力。又对单蜗壳泵在0.4Qi流量下的内部流场进行了三维非稳态数值模拟,得出了径向力分量随时间周期变化的曲线,对由叶轮和泵轴组成的系统进行了振动分析。本文的主要研究成果如下:1.建立了计算离心泵径向力的数学模型。2.在小流量工况时,双蜗壳泵的径向力较小,在0.4Qi附近最小。在设计工况流量附近时,单蜗壳泵的径向力较小,在Qi时最小。在大流量工况时,长短复合叶片泵的径向力较小,在1.2Qi附近最小。3.双蜗壳泵径向力随流量变化的梯度比较小,而且低径向力区比较宽,因此,以上三种结构中,双蜗壳结构最有利于减小离心泵径向力。4.单蜗壳泵在0.4Qi流量下,径向力分量随时间周期变化的曲线分别为近似余弦、正弦曲线,系统的振动轨迹为椭圆。