随着世界能源的紧张,各国越来越重视稠油的开发。目前在稠油的输送中使用的输送泵存在诸如效率低、维护周期短、维护费用高、对环境存在污染等问题。因此开发高效、节能、环保、耐用的稠油输送泵,有着巨大的经济效益和社会效益。在稠油输送中,泵阀一直是影响往复泵向大功率、高压力和大排量方面发展的一个主要因素,泵阀的优化研究成为往复泵设计的一个主要内容。传统的泵阀设计优化主要依据建立在一元流理论基础上的半经验公式与工程设计手册、图表,这给设计工作带来很大困难,限制了产品质量的提高。近年来发展起来的数值仿真技术为解决这一问题提供了新途径。通过数值仿真不但能取得产品设计所需的流动特性参数,掌握流场内部的详细情况,还可以缩短设计周期,节约实验成本,有效地指导了泵阀的设计。对于靠液动力和弹簧作用下的流固耦合问题,阀门的运动极其复杂,不能用简单的方法反映其运动规律。本文利用编程给定阀芯运动的位移、时间、速度、加速度和液动力等参数之间的相互关系,与CFD进行结合,来模拟阀门的开启和关闭的非定常过程。从流场分析的角度对泵阀的结构参数和泵的性能参数进行了优化。研究了弹簧因素对泵阀升程和滞后的影响,提出了合理的辅助弹簧。对不同原油粘度下的流场进行了仿真分析,得出了粘度与柱塞速度的最佳匹配。对设计的型号为7KH-50-2.5的7缸往复泵成品进行试验和性能测试,进一步验证设计的成效。通过一周的连续运转测试得出,该泵在额定工况下效率可达89%,容积效率可达94%,且运行平稳无故障,无泄露,可满足稠油输送的条件。