随着科技的进步和经济的发展,使用水力机械输送各种固态物质的领域不断扩大。螺旋离心泵作为一种新型杂质泵,将螺旋泵与离心泵融合为一体,其独特的结构可将两者的优势充分发挥。与传统杂质泵相比,螺旋离心泵具有一系列的优点:可通性好、不易堵塞、过流部件磨损小、效率高、使用寿命长、运行费用低,并且具有良好的可调节性。 为了使螺旋离心泵能够具有更优良的性能,传统的设计方法已经不能很好的满足两相流工况下的流动条件。因此,了解内部流场的流动规律对设计者尤为重要。由于实验研究面临投资大、周期长等实际困难,实验的手段,数据的精度和可靠性受测试仪器仪表和环境的制约,对内部流场的分析和细微流动机构的分析能力有限。通过CFD软件模拟内部流场越来越受到人们的青睐,它可以弥补试验的不足之处,反过来又可以为试验提供必要的指导。 本文分析总结了国内外在固液两相流以及螺旋离心泵方面的研究发展状况;研究了CFD理论和数学模型;对一螺旋离心泵进行了实体建模和网格划分;利用Fluent和Star-CD两种CFD软件对螺旋离心泵内部流场进行了数值计算和分析,研究了不同含沙量,不同颗粒粒径、不同工况下的内部压力、速度和含沙浓度分布规律,捕捉到了一些重要的流动现象,并进行了详细的分析。探索到影响螺旋离心泵性能的若干因素,为改进叶片叶型设计、提高整机效率等提供了必要的参考。结果表明,通过两种CFD软件对输送清水介质时的数值模拟结果与实测结果基本吻合;在对固液两相流体介质输送的模拟结果也大致符合两相流的流动规律;此外颗粒的大小和固相的浓度都对流动都有一定的影响。针对隔舌处磨损严重的状况进行了改型设计,达到预期目的。研究结果对泵性能的改善与改进提供有益的信息,为螺旋离心泵的设计提供了一定的理论依据。