水泵是我国重要的通用机械和耗能设备,在国家制定的中长期节能规划中水泵被列入其中,且在实际工程中,常常通过对水泵的运行工况点进行调节,提高水泵的运行效率以及满足用水要求。对此,很多专家进行研究,且研究的一个重点就是节能降耗,研究方法中,建立系统的控制模型是不可缺少的一个环节,但由于在调节过程中存在的瞬时流体动力,可能会带来较大的压力脉动和扬程冲击,对于建立精确的控制模型带来一定的困难。目前,对水泵、阀的调节过程尚缺乏系统的研究,如何实现对泵、阀调节过程的性能预测及对其存在的瞬时流体动力的研究是一个重要的课题。　　 本文针对离心泵调速过程中表现出的瞬态特性,建立了瞬态流动的数值模拟与诊断方法,研究不同的系统参数对其瞬态特性的影响;针对闸阀调节过程的动态特性,采用数值模拟和系统仿真相结合的方法,研究了调节过程中的内部流动机理。主要内容包括:　　 1.首次将仿真分析的结果用于数值计算的边界条件,解决了数值计算中水泵调速和阀门开启过程的瞬态边界设定问题,消除了人为定义边界条件产生的误差,避免了采用试验方法确定边界条件的繁琐。　　 2.以某离心泵为研究模型,构建了离心泵调速瞬态特性测试试验平台,对水泵调速过程的瞬态参数进行测试和采集,结果表明基于CEL语言的瞬态计算方法得到的性能曲线和试验性能曲线吻合较好。同时将瞬态计算和准稳态计算方案进行比较,对离心泵调速过程外部瞬态扬程产生的原因及其影响因素进行了深入分析。　　 3.采用系统仿真软件Flowmaster建立水泵系统,对水泵的调速过程进行了仿真分析,一方面研究了不同的系统参数对调速过程瞬态特性的影响,另一方面对水泵调速过程中的瞬时流量、转速的变化进行采集,将其作为模拟计算的边界条件,为求解水泵调速过程的内部瞬态流动提供了精确的计算条件。　　 4.在系统仿真分析软件中,搭建了阀门调节瞬态性能测试试验系统,对阀门调节过程中,外特性参数随时间的变化进行了监测,指出了阀门调节对系统水力扰动的影响;同时,为了研究阀门在调节过程中的内部流动状态,建立了求解阀门开启过程的非定常流动数学模型,使用动网格技术,以三维简化闸阀为模型进行开启过程内部流动的数值模拟研究。　　 研究结果表明,水泵调速过程中瞬态扬程主要受叶轮调节加速度和运行工况点流量值大小的影响,即随着叶轮加速度和调节流量的减少,瞬态扬程值增加,而采用基于CEL语言瞬态计算方法可较好的计算出其瞬态特性,同时结合了系统仿真分析软件,解决了瞬态边界条件定义的问题,为精确计算泵类瞬态计算提供了较好的计算方法。　　 而在阀门调节系统中,直线特性和百分数特性的阀都具有快开特性,即流量变化对阀门的相对开度相当敏感;通过内部流态分析可知,在阀门开度较小的工况下,阀后流场紊乱,造成较大的水力损失使阻力系数值增加;经过分析本文指出:对于阀门开启过程的瞬态特性的研究,以及对内部流态模型的建立,都不能完全按照通常的稳态理论进行,尤其是对阀门开度较小的工况应对其进行一定程度的修正,以保证计算结果的正确性。