低温液体泵的需求和应用近年随着低温介质在科研、工业应用的日益广泛而日渐增加。由于低温介质的温度极低，且汽化潜热普遍不高，为了保证输运过程的经济性和安全性，要求低温液体泵具有较低漏热，较高的水力效率和可靠性。本文尝试以以上要求为目标，设计并加工了一套低温液氮泵，并通过数值模拟和实验方法分析测试其性能。另一方面，低温环境下由于润滑不良等原因导致常规机械轴承的寿命大为缩减，限制了低温液体泵的连续运行时间，本文尝试分析采用无接触的高温超导磁悬浮轴承替代机械轴承应用于低温液体泵，提出相关设计方案并讨论相关应用情况。本文的主要工作包括:　　 1.考虑小流量而高扬程的应用要求，比较分析后选定长轴式部分流泵为研究的泵类型。结合高效率、低漏热及可实现等要求，完成了泵的水力设计、结构设计及相关部件的选型，完成泵体零件的加工图纸，加工并装配低温液氮泵。　　 2.采用数值模拟方法，针对泵的关键性能及重要部件进行模拟分析。采用计算流体动力学方法模拟预测了泵的主要性能参数，得到泵在全工况范围内的性能表现;采用有限元数值分析软件，模拟叶轮的受力情况，校核叶轮的强度;模拟叶轮内孔与转轴间的过盈配合情况，并据此确定轴孔的加工配合要求;模拟泵的漏热情况，分析泵在多工况下的漏热表现，验证泵的热设计效果。　　 3.搭建低温液体泵测试平台，实验测定泵的实际性能表现。试验中，采用液氮和水为工质进行试验，实验测试了泵的扬程和气蚀特性，并给出了泵避免空化运行的具体要求。在未发生气蚀时，泵转速为6600rpm，扬程能达到71m。　　 4.结合低温液体泵对低温端轴承的性能要求分析，完成低温液体泵用高温超导磁悬浮轴承的选型。高温超导磁悬浮轴承的尺寸较大，且其运行温度要求严格，为此提出两种采用超导轴承的低温液氮泵设计方案，并从热分析角度比较两种方案的优缺点。