高速离心泵结构紧凑、扬程高,被广泛应用于石油化工航天等领域。其高转速特征和特定的叶轮(带诱导轮)型式,导致其内流场与常规转速的离心泵有较大差异,特别是在小流量情况下引发的流体激振力一直是相关研究热门。本文以一台流量Q_d=3m~3/h,扬程H=250米、转速n=8500rpm的高速泵为研究对象,利用CFX软件平台对其进行三维数值模拟及非定常压力脉动计算,研究其内流场特征;通过模糊神经网络建立模型以关联振动信号与内流场的联系,同时设计一套交互式软件对高速泵设备状态进行监测。主要研究工作如下:(1)开展了高速泵的小流量工况内流数值研究。对高速泵进口管道、诱导轮、叶轮、蜗壳等过流件进行非结构化网格划分,实现高速泵0.2Q到1.0Q等5种工况的数值模拟,获取其压力场、速度场、涡量等内部流动特征规律。(2)开展了小流量工况下的高速泵压力脉动和振动试验研究。采用大涡模拟(LES)的湍流模型进行非定常计算以研究压力脉动规律,搭建高速泵性能外特性和振动试验台,掌握其内部水力脉动和振动之间的关联性。(3)高速泵的振动特征处理及泵运行状态识别。通过小波包能量熵及时域变换提取振动特征量,基于模糊神经网络建立了一套高速泵的状态识别模型,通过振动特征数据驱动的形式以识别高速泵内流场稳定状态。(4)设计开发了一套高速泵监测识别软件,可实时进行采集设备状态数据并显示,通过数据库设计以存储历史状态数据,同时可进行振动分析与性能分析,及工况状态识别。