在工业当中,机械密封是阻止泄漏最有效的办法,机械密封工作时,由于动静环之间的摩擦作用产生大量热量,端面温度升高,致使密封失效,而隔离液在密封腔内循环流动带走热量能够有效的防止密封失效情况发生,泵效环是促使隔离液循环的最有效的装置,它能够为机械密封提供良好的散热作用。基于上述情况,本论文使用CFD技术,对锥形叶片式泵效环和密封腔之间的三维湍流流场进行数值模拟,探讨了泵效环的流场特征及泵送性能。本文利用Fluent计算软件对锥形直叶片泵效环和密封腔之间的三维不可压缩流场进行了数值模拟,得出了泵效环内部流场的压力分布、速度分布等,结果表明其压力分布趋势较好,入口端流道内存在一个高压区和一个低压区,压差最大,随着流动发展,压力逐渐升高,由入口处向出口处发展,动能逐渐变为压力能,能够提供良好的泵送效应。在泵效环流道内的出口处存在涡旋区,直叶片对流体的控制力较差。给出泵效环泵送能力的理论分析表达式即扬程表达式,并与数值模拟结果进行对比,结果基本一致,验证模型的可行性。同时改变不同的结构参数和操作参数进行计算,结果表明转速和进出口直径对泵送能力的影响最大,叶片数增加,泵送能力也相应提升。对双向对称放置叶片的泵效环进行了数值模拟研究,得到了泵效环内部流动的压力分布趋势和速度分布,并利用混合模型进行空化分析,得出了空泡数在泵效环表面的变化,揭示了泵效环工作过程流体运动规律。对泵送性能进行预测,与实验值进行对比,两者的性能曲线变化趋势一致,验证了模型的准确性。分析了不同结构参数对泵效环外特性的影响,结果表明减薄叶片厚度、增加叶片数均能够不同程度的增加泵送扬程,增加密封腔间隙,泵送扬程减小,但是流体流动更加稳定。不同的叶片出口角对泵送能力也有一定的影响。经过计算对比,可知双向对称放置叶片的泵效环性能要优于直叶片形式。