由于受到资源、环境、效益等方面的约束,制浆造纸工业朝着高效率、高质量、低消耗、低污染、低排放的现代化大工业方向持续发展。近年来国家出台的相关政策倒逼着制浆企业必须使用中浓清洁漂白技术,中浓浆泵是多年来我国一直未突破的实现中浓清洁漂白过程中的关键装备。本文对中浓浆泵的关键部件湍流发生器的结构形状对中浓浆泵运行性能的影响以及中浓立管液位自动控制方法进行了系统的研究,旨在为国产中浓浆泵的研发提供一定的理论与实践经验。本文首先在前人研究的基础上使用现代化的可编程逻辑控制器(PLC)控制系统改进了中浓纸浆剪切实验装置,确保采集到的数据的准确性,并用此装置研究了中浓纸浆在剪切室内的流动特征。研究结果表明:中浓纸浆在剪切过程中纤维特性发生的变化对实验结果影响较大;相同转子外径下,转子形状对中浓纸浆在剪切室内的流动特性影响不大,纸浆实现流体化时的转子转速区间相同;转子外径不可过小,否则中浓纸浆难以实现流体化。研究了中浓浆泵的关键部件湍流发生器的工作原理,总结、归纳和优化了湍流发生器的结构设计方法;根据中浓纸浆流体化机理推导了湍流发生器外径的计算方法;提出了使用UG软件中的“缠绕/展开”命令设计湍流发生器叶片线型的方法;设计了六种不同线型结构的湍流发生器,结构由简单到复杂,为湍流发生器的数值模拟及试验验证提供了基础条件。运用CFD数值模拟方法对六种不同线型结构的湍流发生器进行了数值模拟,结果表明:湍流发生器单一流场条件下,直线型湍流发生器具有最差的水力性能,变螺旋型湍流发生器具有较好的水力性能;湍流发生器的叶片安放角越小,越容易将空气聚集在湍流发生器的中心。中浓浆泵全流场条件下,湍流发生器的结构形状几乎对中浓浆泵的运行性能无影响,纸浆的表观粘度对中浓浆泵的运行性能影响较大,提高转速可明显提高中浓浆泵的扬程,但效率增长幅度不明显。搭建了中浓浆泵性能测试试验平台,试验研究了湍流发生器的结构形状、湍流发生器外径、纸浆浓度、运行转速和真空度的大小对中浓浆泵的运行性能的影响。试验结果表明:高转速下中浓纸浆实现流体化之后湍流发生器的结构形状不会对中浓浆泵的运行性能产生明显的影响,较低的转速下装配有螺旋型湍流发生器的中浓浆泵具有最佳的运行性能,此现象随纸浆浓度的降低和运行转速的提高逐渐减小。湍流发生器的外径减小至一定值时,中浓浆泵的运行性能明显降低,在低转速和高流量的工况下出现空转的现象;中浓浆泵的运行性能随纸浆浓度的增加而降低,呈非线性降低关系,当纸浆浓度由12%增至14%时,运行性能急剧下降。运行转速对中浓浆泵运行性能的影响较为显著,高转速下中浓浆泵可获得较好的扬程与效率,运行转速低于2100rpm后,中浓浆泵的运行性能已严重恶化。真空度的变化对中浓浆泵运行性能的影响不明显,过大提高真空度并不会使中浓浆泵的运行性能提升,反而在纸浆输送流量比较低时增加纸浆的流失率。搭建了中浓立管液位自动控制试验平台,编写了相关自动控制程序,研究了PID频率调节和PID阀门调节两种调节方法对中浓立管液位调整的效果。试验测试结果表明PID频率调节具有比PID阀门调节更为稳定的调节性,泵送流量对频率变化的敏感度不及对阀门开度变化的敏感度。根据试验结果及相关实习经验,提出了分区液位控制法,根据液位区间自动切换PID频率调节和PID阀门调节。此外,对中浓浆泵自动控制过程中相关逻辑与安全联锁进行了设计。本论文通过中试试验探究出了湍流发生器的结构对中浓浆泵的运行性能产生的影响较小,实践证明了采用焊接法制作的湍流发生器完全可满足使用需要,通过组建试验平台探究了中浓浆泵的自动控制方法,对于国产中浓浆泵的进一步开发具有重要的指导意义。