离心泵的主要作用是输送流体介质,在工业生产及生活中应用非常广泛。在输送介质时,泵内有固相颗粒的存在,而颗粒特性改变不仅会导致离心泵性能变化,也会引起泵内过流部件磨损。因此探究颗粒特性对离心泵性能及磨损的影响,对泵输送能力提升和结构优化有着重要意义。本文建立了离心泵水力模型,并选用欧拉多相流模型及RNG k-ε湍流模型对离心泵内部流场进行稳态及瞬态模拟,分析了固相颗粒粒径(0.05 mm、0.10 mm、0.18 mm、0.30mm)、体积分数(10%、20%、30%、40%)下离心泵内部压力及颗粒浓度分布。搭建固液两相流动试验台测量颗粒特性变化时离心泵的外特性数据,探讨固相颗粒特性的改变对离心泵外特性参数的影响。然后,选用稠密离散相模型并添加磨损模型模拟离心泵内的流动状况,根据模拟结果探讨固相颗粒特性变化对离心泵磨损位置和磨损速率的影响。采用欧拉多相流混合模型及滑移网格模型对离心泵水力模型进行瞬态模拟,分析不同颗粒粒径、体积分数泵内流场的变化。发现当颗粒粒径增大时,固液两相流的流动性能下降,颗粒浓度分布均匀性降低,叶轮流道内的颗粒由叶片背面逐渐向工作面迁移,蜗壳近壁面区域的颗粒浓度升高;当颗粒体积分数增加时,泵内颗粒浓度升高,但颗粒的位置分布基本不变。通过对离心泵水力模型进行稳态模拟获得其外特性数据,并结合固液两相流动试验结果对不同粒径、体积分数条件下离心泵的扬程、效率进行分析。结果表明:当粒径增加时,泵的扬程、效率、轴功率逐渐降低;当体积分数增加时,泵的扬程、效率降低,轴功率升高。而且模拟结果与试验结果之间的偏差随着粒径和体积分数的增大而增大。选用稠密离散相模型(DDPM)对离心泵水力模型进行瞬态磨损模拟,分析不同颗粒特性下固液两相流动对离心泵过流部件的磨损,结果表明:当颗粒粒径增大时,叶片背面、前盖板上靠近背面一侧的磨损程度降低,工作面头部、前盖板上靠近工作面头部一侧磨损程度升高;当体积分数增加时,离心泵过流部件的磨损位置不变,磨损量增加。颗粒进入叶轮流道内首先与叶轮头部接触,经碰撞后一部分反弹向叶片背面运动,一部分沿流道流出。在隔舌附近存在颗粒回流现象。