泵作为一种通用的能量转换机械,在社会和经济发展的各个方面均得到了广泛地应用。本文以某多级耐磨离心泵为研究对象。按照真实尺寸抽取了完整的内部流道,包括进水段、出水段以及不同级数的叶轮、正导叶、反导叶。针对固液两相流输送介质,假定固体颗粒的浓度一定,结合SST湍流模型、非均匀多相流模型及其Particle子模型,主要研究各流量工况下多级离心泵内部的流动规律,对比分析流道内压力波动对考虑预应力时转子稳定性的影响。得出以下几个方面的结论:(1)叶轮进口相对速度角随着流量的增加而增大,造成叶轮叶片吸力面侧发生流动分离的位置向出口转移,同时叶轮吸力面附近的固体颗粒体积分数也随着流量的增加而增大,表明固体颗粒逐渐集中在叶片吸力面侧。叶轮内流动在小流量工况时紊乱,导致固液两相出现明显的滑移。而在反导叶内,随着流量的增加,水体从过渡区域流入反导叶的角度减小,流动情况变得越来越紊乱,湍流动能逐渐增大。(2)一个叶轮旋转圈数周期内,各监测点压力波动周期性与叶轮或者导叶的叶片数相关。各流量工况时所有监测点的主频均主要集中在低频处。总体上,时域图中压力波动周期性与叶轮叶片数相关的监测点主频为叶轮叶频,压力波动周期性与导叶叶片数相关的监测点主频为导叶叶频,并且分频频率表现为相应叶轮或者导叶的叶频的整数倍。叶轮出口处监测点的压力波动最剧烈,压力波动振幅总体较大,且存在大量高频率的分频。反导叶内的监测点压力波动最弱。(3)清水和固液两相介质中,最大等效应力位于末级叶轮叶片出口与前盖板交界处,最大变形发生在末级叶轮后盖板出口,两者均偏向叶片吸力面侧。固液两相流预应力下的转子系统固有频率可能会出现与内流压力波动分频相同的情况,设计时应予以考虑。