屏蔽泵因其无泄漏的特性在石油、化工、制药等生产中得到广泛应用,其中高温屏蔽泵可用来输送200℃以上的高温介质。但目前高温屏蔽泵多为单吸形式,在大流量工况下因其轴向力和汽蚀余量大、效率低等原因受到较大的使用限制。为此,本项目创新研制了一种大流量高温型双吸屏蔽泵,该泵轴向力易于平衡,运行效率高,具有较大的推广潜力,故对此类泵展开系统性研究具有重要的实际意义。本文以创新研制的大流量高温型双吸屏蔽泵为研究对象,建立自动化仿真优化平台以探究高效的泵水力优化设计方法,进行多工况下的双吸叶轮优化设计,以提高泵的性能并拓展其高效范围。同时对高温型双吸屏蔽泵冷却循环系统进行热流耦合数值计算,以研究其流动特性、温度分布及对流换热规律,为冷却循环系统的优化设计提供一定的参考意见。主要研究内容及结论如下:（1）采用Creo和ICEM等软件对高温屏蔽泵全流道进行建模及网格划分,采用CFX对模型进行数值计算,并通过闭式试验台对高温型双吸屏蔽泵进行试验验证。创新采用Ansys Workbench联合优化软件Optislang搭建自动优化平台的方法对高温型双吸屏蔽泵的双吸叶轮进行多工况优化。选取叶轮的28个设计参数作为直接参与优化的输入变量,通过高级拉丁超立方抽样方法生成300个样本进行敏感性分析,从而筛选出7个敏感度较大的变量,采用基于梯度的二次拉格朗日非线性规划方法进行迭代寻优,得到优化后的模型,并对优化结果进行数值求解验证。结果显示,优化后泵的加权效率提高了3.19%,优化效果明显。（2）对优化前后的模型分别进行非定常数值计算,并对其结果进行对比分析。外特性曲线表明,在保证额定扬程基本不变的条件下,优化后的效率整体较高,高效区明显扩大;内流场分析表明,优化后叶轮内的流场明显改善,基本消除了漩涡及脱流,且叶片进口处的低压区均出现明显缩小。压力脉动分析显示,优化前后叶轮压力脉动幅值变化较小,而优化后蜗壳内压力脉动幅值明显减小。非定常径向力分析显示,非定常径向力的幅值变化较小,但由于优化后叶片包角变大,径向力峰值所在相位角发生改变。空化特性分析,优化对于汽蚀的改善效果并不明显。总之,优化后泵的高效区得到明显扩大,尤其对于叶轮内流场及蜗壳内压力脉动改善较大。（3）采用CFX对高温型双吸屏蔽泵的冷却循环系统进行热流耦合数值计算,并对其结果进行分析。对循环流量及循环系统损耗功率分析后发现,由于连接体间隙狭小,不同工况下电机腔内冷却循环流量基本不变,故冷却循环所损耗功率亦保持不变。经计算得知损耗功率为2.268KW,占屏蔽电机额定功率的3.5%,其中转子屏蔽套和辅助叶轮损耗功率达到冷却循环总损耗功率的90%以上。对冷却循环系统内流场分析后发现,液流经两级辅助叶轮增压后,循环流道内压力最高点出现在二级辅助叶轮出口处,循环液则在压差作用下流动以进行散热润滑。此外,随蜗壳出口压力的降低,冷却循环流道内压力亦会降低,在连接体间隙处电机腔内压力与泵体出口传递的压力达成平衡。对冷却循环流道内温度分布进行分析,发现连接体间隙两侧高温和低温的边界非常明显,屏蔽套间隙内最高温度为80.657℃,小于许可值100℃,由此可知冷却循环系统设计合理可靠。对冷却循环流道内表面传热系数进行分析,发现沿屏蔽套间隙进口至出口,由于在粘性力作用下液流速度逐渐增大,使得定子屏蔽套表面传热系数也随之增大,而转子屏蔽套表面传热系数则随之减小。此外,热交换器管束壁面上一次水和二次水入口附近表面传热系数较大,其余部分则较小。最后对冷却循环流道内压力脉动进行分析,表明压力脉动在流经导流孔后迅速衰减,但在远离辅助叶轮处衰减程度较小。