混流泵的发展虽然晚于离心泵和轴流泵,但是混流泵流量大、高效区宽、适用扬程范围广和不易汽蚀等一系列优点使得其在工程应用中发展迅速,尤其是中高比转数（400～800）的混流泵在城市防洪和大型调水工程中得到了广泛的应用。混流泵根据压水室形式分为导叶式混流泵和蜗壳式混流泵,导叶式混流泵在南水北调东线工程建设过程中产出了一批优秀的水力模型,工程应用相对较为成熟;中高比转数蜗壳式混流泵目前整体效率偏低,缺少优秀的水力模型,但是相比于导叶式混流泵,其结构上拥有较短轴向尺寸的优势且在一些民用领域已经得到了很好的应用,亟待大量开发研究以满足各大泵站建设的工程需求。据大量工程实例表明大流量工况时中高比转数蜗壳式混流泵效率易出现陡降现象而导叶式混流泵在大流量工况时依然可以维持较高的效率。因此本文通过深入研究同一叶轮模型的中高比转数导叶式混流泵和蜗壳式混流泵内部非定常流动特性,对比分析导叶和蜗壳回收叶轮旋转动能的效率以期找到中高比转数蜗壳式混流泵整体效率偏低和大流量工况时水力性能陡降的原因,为提高中高比转数蜗壳式混流泵效率,拓宽其高效区提供理论依据。本文主要研究工作和结论如下:（1）利用Creo软件完成对导叶式混流泵和蜗壳式混流泵泵段的三维建模并综合运用ANSYS ICEM和Turbogrid软件完成对计算域的结构网格划分,利用ANSYS CFX进行两种模型泵多流量工况下的数值模拟,数值模拟结果与试验结果比对误差均在5%之内,具有一定的准确性。通过对导叶式混流泵和蜗壳式混流泵外特性数值模拟结果的对比分析,初步发现导叶式混流泵的最高效率点高于蜗壳式混流泵,高效区也宽于蜗壳式混流泵;小流量工况时,导叶式混流泵扬程和效率均略低于蜗壳式混流泵;1600m~3/h大流量工况时,蜗壳式混流泵效率低于60%下降明显,导叶式混流泵则依然保持在80%左右。（2）通过在多变量条件下对λ2准则、Q准则和Ω方法三种方法的比较发现:Q准则和λ2准则对阈值的选取很敏感并且在强涡与弱涡共存时识别效果不如Ω方法,Ω方法则能较为客观地反映混流泵内旋涡分布情况。基于Ω方法对导叶式混流泵和蜗壳式混流泵不同流量工况下旋涡分布进行对比分析,发现小流量工况时导叶与蜗壳内流态均较为紊乱,旋涡较多;大流量工况时导叶内强涡消失、旋涡大幅减少,蜗壳扩散段处流态紊乱、旋涡强度最高。（3）从压力脉动时频域特性分析发现,导叶式混流泵和蜗壳式混流泵内部监测点压力曲线均呈周期性波动,压力脉动主频均为叶频。在各流量工况下,导叶式混流泵从叶轮出口至导叶出口主频幅值均是逐渐减小,规律性较强,蜗壳式混流泵则不具备一致的规律性,这主要是由于蜗壳式混流泵隔舌附近压力脉动幅值随流量增大而急剧增大。在压力波动强度方面,导叶内压力波动高强度区域主要分布在进口处,小流量工况时压力波动强度最高,随着流量的增大显著降低;蜗壳内压力波动高强度区在各个流量工况下分布不一致,设计流量工况时压力波动强度较低,大流量工况时靠近隔舌处的压力波动强度显著增加,是蜗壳大流量工况时内部不稳定流动的重要原因之一。在径向力方面,导叶式混流泵叶轮所受径向力远小于蜗壳式混流泵,蜗壳式混流泵在1600m~3/h大流量工况时径向力幅值和波动幅度均最高。（4）基于热力学第二定律的熵产理论对导叶式混流泵和蜗壳式混流泵内部流动损失进行分析。在两种混流泵内的流动损失中,湍动耗散均占据主导地位,直接耗散可以忽略不计。两种混流泵的叶轮叶片背面湍动耗散率均高于工作面,整体湍动耗散随流量增大变化趋势一致。小流量工况时,导叶流道内出现回流,蜗壳隔舌处流态紊乱,因此导叶和蜗壳湍动耗散率均较高。大流量工况时,导叶内湍动耗散率极低,流动损失较小;蜗壳扩散段由于出现大范围回流导致在大流量工况时扩散段处湍动耗散率显著高于其他流量工况,因此蜗壳扩散段的优化是提高蜗壳式混流泵大流量工况时水力性能的重要因素之一。