在对离心泵内流场进行数值模拟时,为了节省计算时间并简化计算过程以提高设计效率,通常忽略叶轮口环的影响,所得到的结果就会不全面,不准确。本文以DG-350型离心泵首级为研究对象,在考虑了口环间隙的情况下,对离心泵内部流场进行了数值模拟。基于ANSYS FLUENT,采用N-S方程、SIMPLE算法和标准k-ε湍流模型,研究了 0.3mm、0.5mm、0.7mm三种密封环间隙对水泵性能的影响,得到了不同工况下的叶轮、导叶和口环间隙等关键部位的压力、涡量、湍动能和空化区域分布图以及叶轮流道内的空化区域分布图,同时基于流固耦合方法,运用ANSYS WORKBENCH研究了口环间隙泄漏对水泵叶轮变形和强度的影响。通过单向流固耦合分析和双向流固耦合分析得到了叶轮的等效应力和变形分布图,对比模拟结果与实验结果,误差都在5%以内,符合实际工程问题的误差要求,计算与模拟结果可靠。研究表明:口环间隙的存在降低了叶轮入口和出口的压力差,随着间隙的增大,离心泵内的能耗、水力损失和容积损失增大,从而降低了离心泵的效能。由于口环与进口段交汇处的速度旋涡的存在,使得离心泵进口段与前口环交汇处区域的压力降低,从而导致空化现象的发生。随着口环间隙的增大叶轮流道上的空化区域也随之增大,从而减小了流体的过流面积,流体速度增大,NPSHr增大,则叶轮进口处的空化区域就会增大。并对耦合结果进行了对比分析得出口环间隙的存在使得叶轮与导叶间的间隙流体产生较大的压力并作用于叶轮的前后盖板,从而抵消了一部分叶轮内腔的流体压力,减小了叶轮的变形幅度和应力集中。