旋涡泵结构简单、紧凑,广泛应用于家庭和国民经济的各个部门中。目前旋涡泵存在的主要问题是效率偏低。本文从影响旋涡泵效率的叶片形状出发,研究了不同叶片形状对旋涡泵内部流动以及能量性能的影响,从而得到一种最佳的叶片形状。本文首次应用商用FLUENT软件对采用不同形状叶片叶轮的旋涡泵内部流场进行了数值模拟,并结合实验方法对旋涡泵进行了外特性试验研究。开展的研究工作及取得的主要成果有:1.简要介绍了旋涡泵的发展及研究现状,提出了本文研究的意义和主要内容。2.介绍了旋涡泵的工作原理和内部流动理论,以及旋涡泵叶轮的设计和理论计算方法。3.利用PRO/ENGINEER软件对旋涡泵流动区域进行三维造型;介绍了主要的几种网格生成技术,利用GAMBIT流体力学软件对旋涡泵内部流动区域进行非结构网格划分。4.采用基于雷诺时均方程和RNGκ-ε湍流模型,并采用贴体坐标系和交错网格系统对N-S方程用有限体积法进行离散,利用FLUENT软件对不同形状叶片叶轮的旋涡泵内部三维湍流流场进行数值模拟。研究了旋涡泵的内部流动规律,掌握了旋涡泵内压力场与速度场的分布情况。5.对不同形状叶片叶轮的旋涡泵进行外特性试验,研究了不同形状叶片对旋涡泵能量性能的影响。6.比较计算结果和实验结果,两者基本吻合。提出了采用前转角叶片叶轮的旋涡泵效率比较高的观点,为旋涡泵的理论设计和后续研究工作提供了重要依据。