本文主要研究中开式多级离心泵中叶轮、蜗壳、过渡流道各过流部件结构参数对离心泵扬程、功率和效率的影响,合理设计各关键参数,使离心泵的外特性曲线满足国家标准和设计要求。本文首先对单级离心泵水力效率和扬程优化计算方法进行研究,在水力损失模型的基础上提出了基于近似模型多目标优化计算方法。利用水力损失模型对单级离心泵叶轮和蜗壳的设计变量进行灵敏度分析,确定其关键设计变量。对比分析了基于水力损失法和近似模型法的精确性和有效性,还比较了三种不同近似模型的Pareto最优解,选择工作性能较好的单级叶轮。基于优化后的单级叶轮,优化单级叶轮与蜗壳的匹配性,消除单级离心泵扬程曲线的驼峰,综合考虑离心泵在大流量工况和小流量工况下的工作性能,选择最优的蜗壳面积比和蜗壳基圆直径。通过研究首级叶轮的空化现象确定吸水室和首级叶轮的结构。为减少中开式10级离心泵每级之间过渡流道的水力损失,设计合理的蜗壳扩散管、过渡部分,并优化次级叶轮与反次级叶轮以使扬程满足设计容量要求。根据CFD数值模拟计算分析,基于叶轮1和叶轮2的10级整台泵的扬程和效率各为827.42m,75.33%,826.71m,75.01%,都达到了国家标准中节能认证要求。在小流量工况下,基于叶轮1的整台泵高效区范围比基于叶轮2的整台泵高效区范围大;在大流量工况下,基于叶轮1的整台泵高效区范围比基于叶轮2的整台泵高效区范围小。