随着我国经济的蓬勃发展，人们生活水平的不断提高，对纸类生产和需求正急剧上升，一个具有中等规模的造纸厂往往有超过一百台的纸浆泵在常年运行，其耗电量约占造纸厂总耗电量的25％。而且，在实际造纸工业流程中，由于纸浆浓度较低，仅为3.5％左右，纸浆稀释所需吨耗水量高达27.5吨，这不仅浪费了水资源，带来了环境污染，还同时增加了纸浆输送能耗。旋流式纸浆泵（简称旋流泵）具有无堵塞特性，适用纸浆浓度可达8％以上，但其效率普遍偏低。为了提高旋流泵的效率以达到节能减排的目的，本文对旋流泵进行了优化设计，并取得了以下研究成果:　　 (1)系统地综述了国内外旋流泵研究进展，分析并总结了旋流泵的结构参数对性能的影响。然后，通过分析不同学者所提出的流动模型，初步得出影响旋流泵性能的结构参数。　　 (2)以原型泵SCP200-400为例，进行了网格无关性研究，得到了满足本旋流泵内流场数值计算精度的网格数。通过CFD计算软件Fluent选择不同的湍流模型、离散化格式和数值求解算法，找出适合本研究的配置组合，通过大量数值计算表明，网格数达到130万以上已能满足精度要求。本研究采用标准κ-ε湍流模型、一阶迎风格式和SIMPLE算法对该旋流泵进行数值计算。通过与试验参数的对比，结果显示在大流量工况下的效率和扬程误差略大，但变化趋势基本一致。　　 (3)结合原型泵的试验值分析了旋流泵效率低的原因，得出影响旋流泵性能的主要结构参数，初步确定叶轮外径D2，叶片数Z，叶片宽度b，叶片出口安放角β2，叶片进口安放角β1为主要结构参数。基于正交试验法，对每个因数选取四个水平，选用L16(45)正交表，配置出16种方案，通过前述的CFD数值模拟，对16种方案进行额定工况下的数值计算，应用正交分析法得出各因数对效率和扬程的影响规律，并分析单因素分别对效率和扬程的影响主次。由于初次确定的水平数相差较大，又再次选取小范围内的因数和水平数，进行二次正交试验，并分析得出最优方案。　　 (4)从内部流场出发，对原型泵和优化模型进行对比分析，结果显示优化方案内流场的流动明显优于原型泵。着重分析旋流泵内部流动状态，并与国内外学者提出的流动模型进行对比，在此基础上得出该型号泵的内部流动规律。优化模型试制成样机，并与原型泵试验结果对比，效率和扬程得到大幅度提高，达到了优化旋流泵性能的目的，也再次验证了正交试验法的优化设计的可行性。