矿用应急救援潜水泵是一种特种流体机械设备,广泛运用于煤矿开采行业中,矿用应急救援潜水泵一般具有较高的水力性能,但是在煤矿发生渗水事故的应急条件下,除了需要满足正常水力特性外,还需要保证体积小、重量轻、结构简单、良好的便携性、运行平稳等特点和良好的轴向力平衡能力,同时要满足结构强度和振动特性达到许用要求。因此,为了提高矿用应急救援潜水泵的水力特性,同时具备上述优点,本文首先介绍了矿用潜水泵国内外研究现状,对其潜水泵结构的不足之处进行总结,结合潜水泵的特殊使用环境和设计要求,借鉴国内外现有结构优点,提出一种两级矿用应急救援潜水泵结构并作为研究对象,主要内容如下:在矿用应急救援潜水泵的电机转子上引入多条中心孔结构,采用对称叶轮的布置方式,基于CFturbo及Solidworks绘制了矿用应急救援潜水泵的三维实体模型图和全流道流体域模型;针对矿用应急救援潜水泵全流场进行网格划分以及数值模拟,开展潜水泵的外特性分析和水力特性数值模拟分析;基于稳态特性分析获得了矿用应急救援潜水泵全流场内部静压、流速、湍动能在不同工况下的分布特点;同时分析潜水泵的空化余量及空化下的内部静压。数值模拟分析结果表明与设计的性能指标相比,出口压力提高了约0.4MPa,提升了约40m的扬程,同时具有一定高转速的应急过载能力。采用瞬态特性对矿用应急救援潜水泵压力脉动进行了研究,并对各个监测点处的脉动值进行了时频和时域的研究,结果表明在6倍叶频附近的压力脉动幅值最高,其中转子孔流体域处的压力脉动较高,但泵内部流道运行平稳、可靠;基于ANSYS流固耦合特性分析叶轮与转子在额定工况下所受应力、应变并在四种预应力下进行模态分析,结果表明叶轮与转子结构强度符合要求,一阶固有频率已经超过叶轮主频83.33Hz的十倍,叶轮与转子系统发生振动的幅度较低,满足矿用应急救援潜水泵的正常工作要求。该论文有图75幅,表9个,参考文献68篇。