在海上原油的开采中,油气混输技术能极大的降低开采成本,提高采油效率。混输泵作为油气混输技术的核心设备之一,其优化与设计在能源需求日益增长的当代尤为迫切。本文采用正交试验设计方法与CFD技术,以额定流量进口含气率（IGVF）为15%时的扬程和效率为优化指标。选取动叶轮中的叶片轮缘进口安放角、叶片轮缘出口安放角、轴向长度,静叶轮中的叶片进口冲角、叶片数,共5个因素进行正交试验。采用权重函数确定最终优化方案。并对优化前后模型的外特性、内部流动情况与能量转换特性进行对比分析,其中内部流动情况与能量转换主要以额定流量进口含气率为15%时为例。通过研究得出主要结论如下:（1）对扬程和效率指标影响前三的因素,分别是动叶轮叶片轮缘进口安放角、轴向长度、叶片轮缘出口安放角,其中叶片轮缘出口安放角同时对效率和扬程指标影响最大,说明动叶轮叶片出口安放角是混输泵中一个十分重要的参数。（2）优化后混输泵在进口含气为0%-20%时,扬程和效率都有提高,且随着含气率的增加,扬程和效率提高的越多。在IGVF=20%时,优化后混输泵扬程较原模型提高了3.5m,效率提高了9.64%。在纯水工况下,各工况点效率也都有所提高,但扬程只在额定工况点附近有所提高。在额定流量纯水工况,优化后混输泵扬程提高了1m,效率提高了1.47%。（3）优化前动叶轮流道压力过度不稳定,动叶轮出口叶片吸力面气相聚集现象明显;叶轮进口有做功能力为负的区域,且叶轮各区域做功能力差异较大。优化后动叶轮进口安放角稍大于液流角,流道内压力过度稳定,动叶轮出口叶片吸力面气相聚集现象减弱;叶轮做功能力更好,能量损失减小。动叶轮对气液混合物的增压输送能力得到较大提升。（4）优化后动、静叶轮之间的无叶区,及静叶轮进口段的流动状况更好,能量损失也更小,动叶轮出口叶片安放角与静叶轮进口叶片安放角的匹配情况更好。但是优化后静叶轮出口段压力分布更不均匀,流动情况变更得紊乱,气相聚集现象增加,能量损失增加。