多级中开式离心泵是近几年发展起来的一种新型结构形式，具有流量大、扬程高、功率大的特点，主要应用在机电排灌、石油化工、船舶工业、建筑施工等大型场合。近年来随着计算机技术的发展，离心泵的研究取得了一些理论成果，但由于多级中开式离心泵内部结构复杂、流道扭曲严重，对泵整流场进行数值模拟及分析内部流动规律的研究相对较少。因此对多级泵整流场进行研究，分析影响泵性能的因素、改进结构，以提高效率、降低能耗，也已成为当前研究的重点。　　 本文从多级中开式离心泵的发展及研究现状出发，针对设计方法、内部流场和泵轴可靠性进行较为系统的分析，主要内容和结论如下：　　 1.简单介绍了离心泵的发展及国内外研究现状，针对目前存在的问题进行简要分析，明确了基本技术路线。　　 2.根据设计参数并参考国内外成熟泵型，确定多级中开式离心泵总体结构布置。阐述了吸水室、叶轮、级间过水流道及末级压水室的水力设计方法及主要结构参数。　　 3.运用Pro/E软件，对多级中开式离心泵各部分流道进行三维建模；利用非结构网格技术对流动区域进行了网格划分；借助Fluent软件，基于N-S方程和标准k-ε湍流模型，采用SIMPIE算法，在设计工况下对多级中开式离心泵整流场进行数值计算。　　 4.分析多级中开式离心泵各级叶轮、吸水室、级间过水流道的内部流场，结果表明：吸水室流动比较稳定，出口处存在一定的环量可以避免旋涡产生，流入叶轮的速度也相对均匀；各级叶轮叶片的工作面及背面的相对速度和静压分布均为沿径向逐渐增大，符合叶片工作原理；首级叶轮进口出现负压与实际易发生空化的区域相符；流体沿级间过水流道流动，在过桥后段的导流叶片处产生回流及旋涡，造成一定能量损失。　　 5.针对导流叶片附近产生回流及旋涡，本文在原始设计的基础上，通过改变导流叶片的形状及位置，提出三种不同的改进方案。分别对改进方案进行数值模拟，通过积分计算出四种不同级间过水流道的能量损失值，对比分析最后确定采用改进方案二。　　 6.在不同工况下，对改进后的多级泵整流场进行稳态数值模拟，对比分析小流量、大流量及设计工况时叶轮内流动状况，得出设计工况下满足多级泵性能要求；在稳态收敛的基础上进行瞬态模拟，分析叶轮转动不同角度时内部流动规律；运用Workbench对泵轴振动特性进行模态分析，经检验泵轴设计合理、运行可靠；最后通过实验检验泵的性能，结果显示该泵设计合理，模拟符合要求。