在水利工程、矿石开采和疏浚等固液两相输送行业中,提供动力的离心泵具有结构简单、输送效率高、便于运输安装等优势,因而应用广泛。但固相颗粒的存在,使离心泵内过流部件受到颗粒的持续撞击造成磨损现象,尤其在叶轮区域磨损严重,直接导致离心泵扬程效率降低、缩短使用寿命,甚至造成生产过程中的安全隐患。由于离心泵叶轮转速不同和固液两相流中固相颗粒浓度的变化,会造成叶轮叶片表面形成不同的磨损特性。因此,本文采用数值模拟和实验相结合的方法来研究叶轮流道内不同转速和不同颗粒浓度下固液两相流流动特性和叶片表面磨损分布的规律,为抗磨损叶轮设计提供理论支持。具体研究内容如下:(1)简化离心泵叶轮结构,完成包含三个直叶片的旋转圆盘设计。搭建磨损实验台进行旋转圆盘磨损实验,圆盘实验转速为400rpm、500rpm、600rpm、700rpm、800rpm,颗粒质量浓度为2%、4%、6%、8%、10%。使用激光位移传感器对磨损叶片进行测厚,发现下部区域磨损厚度损失高于上部磨损区域。工作面叶片出口磨损区域随着转速和颗粒质量浓度的增大其平均磨损速率逐渐增大,颗粒浓度在8%以上时,平均磨损速率趋于稳定。利用超景深显微镜对叶片磨损严重的出口区域进行微观形貌拍摄分析,发现在颗粒浓度和转速升高后叶片磨损严重区域会产生磨损波纹,且波纹间距随转速和颗粒浓度的增大而增大。叶片上顺着固液两相流流动方向产生的沟壑高低起伏差值随颗粒浓度和圆盘转速增大而变大。(2)利用Solidworks实现旋转圆盘计算域建模,使用网格划分软件ICEM对旋转圆盘计算域模型进行网格划分,使用计算流体力学软件FLUENT,基于CFD-DPM方法,并加入磨损模型完成固液两相流动计算。通过对计算结果磨损区域的分析得出磨损严重区域均处于叶片工作面出口区域,且磨损区域随着转速和质量浓度的增大向叶片入口区域延伸。对磨损叶片表面进行磨损数据提取,发现磨损速率随转速和颗粒浓度增大而变大,在叶片出口区域会出现磨损速率稳定区域。颗粒浓度在8%以上时磨损速率趋于稳定。对实验数据与模拟数据进行比对,验证了数值模拟的可靠性。