本文在国家杰出青年基金“离心泵基础理论和节能关键技术研究(编号50825902)”与企业横向课题“Ts系列高效离心泵项目”的资助下开展工作。　　 离心泵内部流动状态十分复杂，提高离心泵的性能，尤其是效率，是非常困难的。离心泵在实际运行中，工况点经常变动，当离心泵偏离设计工况点运行时，其性能显著降低，出现故障的机率也大大增加。本文通过理论分析、数值模拟和试验研究，提出了一种中低比转速离心泵的多工况设计方法。本文主要研究内容及创新点有:　　 1.分析了国内外中低比转速离心泵研究现状及发展趋势。对4种Ts高效离心泵存在的问题进行分析，结合加大流量设计法与无过载设计方法，得到多个叶轮设计方案。通过增加叶轮出口宽度实现加大流量设计法，并通过减小出口安放角减小叶轮流道扩散率，并防止电机在大流量工况点过载。运用公式，计算出各个工况点的性能，与原型泵性能进行比较，选出在各个工况点扬程、效率的加权平均数最大的方案。　　 2.提出离心泵结构网格的划分方法，并且根据壁面函数的要求，对绝大部分计算域进行结构网格划分。通过对网格质量进行验证，证明结构网格的质量满足数值模拟的要求。通过对湍流模型和壁面函数的比较，选取适当的湍流模型与壁面函数。　　 3.通过数值模拟，得到各设计方案的内流场分布，通过分析叶轮内部的压力、湍动能、速度场分布，对叶轮性能进行分析，选取最优方案，发现扬程、效率加权平均数最大的方案，内流场分布更均匀，内部流动更加稳定。　　 (1)Ts-65-40-125型离心泵使用本文方法进行多工况设计后，扬程最高提高了约5m，效率满足设计要求，仍具有良好的功率特性。　　 (2)Ts-125-100-200型离心泵使用本文方法进行多工况设计后，设计点扬程较原模型对应工况点扬程提高了约3m，在所有工况点扬程高于设计参数，效率满足设计要求，离心泵的功率曲线具有十分明显的无过载特性。　　 (3)Ts-65-32-250型离心泵使用本文方法进行多工况设计后，大流量区泵扬程较原型有了较大的提高，设计点扬程较原模型对应工况点扬程提高了约10m，效率满足设计要求，改进后的泵仍然具有良好的功率特性。　　 (4)Ts-65-40-250型离心泵使用本文方法进行多工况设计后，所有设计流量点的扬程都高于设计值，效率满足设计要求，改进后的离心泵具有良好的功率特性。　　 4.研究表明，对于中比转速离心泵，应更加偏重于采用加大流量设计法进行设计，而对于低比转速离心泵，则应结合加大流量设计法与无过载设计方法，通过增加出口宽度减少流道内的堵塞，提高离心泵性能，并且通过减小出口安放角防止电机过载。本文提出了一种适用于中低比转速离心泵的多工况设计方法，通过对4种离心泵进行多工况设计，证明本方法有使用价值。