反渗透海水淡化技术是解决沿海地区淡水资源紧缺问题的主要手段,多级高压泵是反渗透海水淡化中的关键设备之一。使用低比转速高速离心泵代替多级高压泵以缩小整套反海水渗透装置体积和提高其可靠性有着十分重要的意义。首先,针对低比转速高速离心泵含能液体压力高的特点,研究适用于高扬程、高转速的泵叶片,压水室和蜗壳扩散管水力结构设计方法;其次,在低比转速高速离心泵水力模型设计的基础上,对已成熟应用的11种湍流模型进行数值模拟筛选,对比分析低比转速高速离心泵内的流线流动、压力分布、涡核成形等,探析适用于低比转速高速离心泵的湍流模型;再次,通过在关键部件扩散管内添加5种分流隔板方案并进行流动分析,确定了消除扩散管内涡旋的最佳方案,提高低比转速高速离心泵的整体效率;最后,对分流隔板进行了流固耦合分析,指出了低比转速高速离心泵扩散管高压液体作用于分流隔板表面而产生的形变、弯曲、破坏位置等,并进一步对分流隔板的可靠性进行了分析。综合分流隔板流动分析与可靠性分析,选出了最佳设计方案。本论文通过对低比转速高速离心泵的叶轮与蜗壳关键部件设计研究、湍流模型选取、在关键部件扩散管内添加分流隔板的创新性设计和流固耦合可靠性分析,总结了低比转速高速离心泵的总体设计方法,可为适用于反渗透海水淡化的高压泵的设计、研发和应用进行技术储备和提供参考。