旋流泵因其叶轮后缩而在轴向空间内形成一个空腔,这使得流体在泵内流动时形成独有的流动结构——循环流和贯通流。旋流泵独特的流动结构使其在输送含固体大颗粒、纤维、粘度高及含气率高的流体时,不仅拥有良好的过流能力和无堵塞性,还可以减少汽蚀对旋流泵的破坏。因此,广泛应用于农业生产、工业生产、污水处理及化工等各个领域。旋流泵内循环流及水力撞击产生的涡旋会增加能量损耗,使旋流泵的效率有所下降。本文在不影响固体颗粒过流情况下,通过采用加置诱导轮改变旋流泵流动特性,尤其是对其流动结构中循环流流动方式的改变,从旋流泵内流机理上提高性能,使其达到最优,此外,对旋流泵的流动规律与力学特性关系做了研究分析,具体内容和主要结论如下。本研究以150WX-200-20旋流泵为原型泵,在保证旋流泵输送多相流体时具有良好的无堵塞的前提下,设计了螺旋离心式诱导轮旋流泵。分析不同工况下旋流泵在加置螺旋离心式诱导轮前后的数值计算结果可以发现,流体在螺旋离心式诱导轮与叶轮的双重做功下,旋流泵进出口压力差明显增大,泵的扬程显著提高。进入叶轮的流体在诱导轮作用下由轴向流动转为径向流动,叶轮内流体的运动方向未发生明显改变,使得进入叶轮的流体分布更加均匀。不同叶片型式及叶片数下螺旋离心式诱导轮旋流泵的性能及内流特性有所不同,本文研究了螺旋离心式诱导轮旋流泵在弯曲叶片、前弯折叶片及后弯折叶片三种叶片型式下的效率及流动特性,发现前弯折叶片型式下其内部流动最为均匀,效率较高。通过分析不同叶片折点及倾斜角下螺旋离心式诱导轮旋流泵效率的变化规律,得出倾斜角是引起效率变化的主要因素,折点位置为次要因素。通过改变诱导轮叶片数可以发现,双叶片诱导轮旋流泵的扬程和效率均高于单叶片诱导轮,且旋流泵的效率曲线随流量变化更加平稳,能更加有效抑制循环流并强化贯通流。在研究诱导轮式旋流泵流动机理的基础上,分析旋流泵在有无诱导轮时的力学特性变化。结果表明,隔舌附近压力脉动压力变化较为剧烈,振幅较大。但加置诱导轮可减小蜗壳周向各监测点的压力脉动振幅。叶轮与诱导轮采用一体式结构,各部件间轴向力得到较好的平衡,且诱导轮将无叶腔内的流体由轴向转为径向运动,从而有效削弱轴向力、提高泵系统在运行过程的稳定性及安全性。